JPH0893795A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 慣性部材の外径および重量を大きくすること
なく慣性モーメントを増加させ、冷媒圧縮機の駆動軸の
曲げ共振点および危険速度、伝達トルクを低下させるこ
とのない電磁クラッチの提供。 【構成】 底壁部２０ｅには、プレス加工により冷媒圧
縮機の駆動軸を中心として同一円周状に等間隔で、駆動
軸の軸方向に貫通した扇状の空隙３３が形成されてい
る。プレス加工前に空隙３３に存在した底壁部２０ｅの
一部（扇状部２０ｆ）は、冷媒圧縮機の駆動軸に折り曲
げられた第１折り曲げ部３０、その後駆動軸の径方向内
方、かつ駆動軸と略垂直方向に延設された第２折り曲げ
部３１を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動力源からの動力を
断続する電磁クラッチあって、特に車両用空気調和装置
に用いられる電磁クラッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の電磁クラッチの全体断面図
を示す。この種の電磁クラッチは、車両用空気調和装置
に用いられているものであり、エンジンからの駆動力を
プーリー１００に掛けられたべルト（図示しない）を介
して回転するロータ１０１と、このロータ１０１の底部
１０４に対向配置され、この底部１０４と摩擦係合する
アーマチャ１０２を備えている。

【０００３】ロータ１０１は、その断面がコの字状をし
ており、その内部には電磁コイル１０３が収納されてい
る。アーマチャ１０２は、リベット１０６によりハブ１
０５に固定されており、ハブ１０５は、車両用空気調和
装置のコンプレッサの駆動軸（図示しない）に連結され
ている。

【０００４】電磁コイル１０３に車両のバッテリなどか
ら通電が施されると、ロータ１０１の底部１０４に磁力
が発生し、アーマチャ１０２は図４中右方向に向かって
吸引され、ロータ１０４の底部１０４とアーマチャ１０
２とが吸着し、ロータ１０１の回転力がアーマチャ１０
２に伝わり、ハブ１０５を介してコンプレッサの回転軸
が回転する。

【０００５】そして、この電磁クラッチには、コンプレ
ッサの駆動軸の捩じり方向における固有振動の周波数
と、コンプレッサの圧縮仕事による周波数が一致する共
振回転数をエンジンのアイドル回転数付近から回避する
ために、慣性モーメントをある一定以上得るための皿状
の慣性マス１０８が、アーマチャ１０２に設けられてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、慣性モ
ーメントをある一定以上得るために、慣性マス１０８の
重量を大きくすると、アーマチャ１０２側の重心が図４
中左方向にずれてしまい、コンプレッサの駆動軸の危険
速度が低下してしまう。また、この重心の移動とアーマ
チャ１０２側の重量の増加により、駆動軸の曲げ共振点
が低下しまう。

【０００７】さらに、慣性モーメントを大きくするため
には、慣性マス１０８の外径を大きくすることが考えら
れるが、慣性マス１０８の外径を大きくすると、電磁ク
ラッチを車両に搭載する際のスペース確保が困難である
という問題がある。また、慣性マス１０８が皿状をして
いることから、ロータ１０１の底部１０４に発生した磁
束が慣性マスから漏れだしてしまい、ロータ１０１から
アーマチャ１０２に伝わる伝達トルクが低下してしまう
という問題がある。

【０００８】本発明は、上記の問題点に鑑みて、慣性マ
ス１０８の外径および重量を大きくすることなく慣性モ
ーメントを増加させ、かつコンプレッサの駆動軸の曲げ
共振点および危険速度、ロータ１０１からアーマチャ１
０２に伝わる伝達トルクを低下させることのない電磁ク
ラッチを提供することを目的とする。

【０００９】

【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、請求項１記載の発明では、駆動力源からの
駆動力を伝達、断続して回転機械の駆動軸にこの駆動力
を伝える電磁クラッチであって、前記駆動動力源からの
動力を受けて回転し第１摩擦面を有する回転動体と、こ
の回転動体の第１摩擦面に対向配置され、この第１摩擦
面と吸着可能な第２摩擦面を有する回転被動体と、この
回転被動体に配設され、前記駆動軸の軸方向に対し略垂
直方向に起立した壁部を有する垂直部材とを備え、前記
壁部は、この壁部の軸方向へ貫通する切り込みにより囲
まれ形成された切り込み部を有し、さらに、この切り込
み部を折り曲げ、この折り曲げによりこの切り込み部の
重心を前記駆動軸の径方向外方へ移動させたこと技術的
手段として採用する。

【００１０】また、請求項２に記載するように、前記切
り込み部は、前記回転動体側で、略９０度折り曲げられ
た後、さらに前記回転軸の径方向内方に折り曲げられて
いる構成としても良い。また、請求項３に記載するよう
に、前記切り込み部は、プレス加工によって形成される
構成としても良い。

【００１１】また、請求項４に記載するように、前記切
り込み部は、前記駆動軸を中心として同一円周状に複数
形成されている構成としても良い。

【００１２】

【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、請求項１記載の発明では、垂直部材の壁部には、
この壁部の軸方向へ貫通する切り込みにより囲まれた切
り込み部が形成されており、さらに、この切り込み部を
折り曲げ、この折り曲げによりこの切り込み部の重心を
前記駆動軸の径方向外方へ移動させる。

【００１３】これによって、垂直部材の質量が駆動軸の
径方向外方に移動し、ひいては回転被動体の慣性モーメ
ントを増加させることができる。また、重量および形状
が等しい垂直部材を使用し、一方はこの切り込み部を形
成し、他方は切り込み部を形成しなかったとすると、切
り込み部を形成した方が慣性モーメントが大きくなる。
つまり、同じ慣性モーメントを得ようとするならば、切
り込み部を形成することで、その外径を小さくすること
が可能となり、車両への搭載性が向上する。

【００１４】また、切り込み部を回転動体側に折り曲げ
たことにより、回転被動体の重心が回転動体側に移動
し、回転機械の駆動軸の曲げ共振点および危険速度が低
下することがなくなる。また、折り曲げ部が回転軸の軸
方向へ貫通する切り込みにより形成され、回転動体側に
折り曲げられていることから、垂直部材には空隙が形成
される。これによって垂直部材の磁気抵抗が大きくな
り、垂直部材から漏れ出す漏れ磁束が小さくなる。この
結果、回転動体から回転被動体に伝わる伝達トルクを向
上させることができる。

【００１５】

【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３に基づいて説明する。図２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、エンジンから空調装
置の冷媒圧縮機の駆動軸へ回転動力の伝達の断続を行う
ものである。

【００１６】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に摩擦係合させる電磁コイル６とからな
る。電磁コイル６は、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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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にて本発明も第１摩擦面を構成
する。

【００２０】摩擦壁１０の内周側および外周側には、そ
のリング状に沿って非磁性材、例えば銅よりなる結合部
材２２が配設されており、結合部材２２は、内周壁８と
摩擦壁１０、摩擦壁１０と外周壁９の間で磁路が形成さ
れるのを阻止するものである。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
る非磁性材よりなる摩擦材１３が嵌め込まれている。

【００２１】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、本発明の垂直部材をなす慣性部材２０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１
０ａに係合する摩擦面４ａを備える。なお、摩擦面４ａ
にて本発明の第２摩擦面を構成する。

【００２２】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。

【００２３】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１５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
れることで固定される。

【００２４】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、慣性部材２０とインナー
ハブ１８とを固定するための連結孔を有する連結壁１８
ｃを備えている。

【００２５】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慣性部
材２０について詳しく説明する。

【００２６】図１に慣性部材２０の要部詳細図を示す。
図３に図２中Ａ方向から見た側面図を示す。慣性部材２
０は、磁性材（例えば、ＳＰＣＣ、ＳＰＨＣなどの低炭
素鋼、または鉄）によって形成されたもので、リング状
を呈している。慣性部材２０は、冷媒圧縮機の駆動軸と
同心上に配設されており、その外周側に位置し、断面が
コの字状を呈するコの字部２０ａ、コの字部２０ａの内
周側端部にから垂直に突出した第２フランジ部２０ｂと
を備えている。

【００２７】コの字部２０ａは、その開口端がロータ３
側に開口しており、外周壁をなす外周壁部２０ｃ、内周
壁をなす内周壁部２０ｄ、外周壁部２０ｃと内周壁部２
０ｄとを繋ぎ冷媒圧縮機の駆動軸の径方向外方に起立し
た底壁部２０ｅからなる 。慣性部材２０は、内周壁部
２０ｄの内周面が、インナーハブ１８の第１円筒部１８
ａの外周面と当接しており、また、フランジ部２０ｂの
端面とインナーハブ１８の連結壁１８ｃの端面とが当接
している。すなわち、図１に示すように図１中右方向に
突出したアウターリング１６、弾性部材１７およびイン
ナーハブ１８の第１円筒部１８ａが、コの字部２０ａ内
に配置されており、慣性部材２０を配置した際の回転被
動体５の体積をなるべく小さくしている。

【００２８】第２フランジ部２０ｂには、数カ所にイン
ナーハブ１８に固定するための固定孔が形成されてお
り、固定部材であるリベット４０がこの固定孔および上
述した連通壁１８ｃの連結孔に挿入されることで、イン
ナーハブ１８と慣性部材２０とが固定される。コの字部
２０ａの底壁部２０ｅには、図３に示すように冷媒圧縮
機の駆動軸を中心として同一円周上に等間隔で、駆動軸
の軸方向に貫通した扇状の空隙３３が形成されている。
なお、本実施例では、扇状の空隙３３は４つ形成してあ
るが、いくつ形成しても良い。

【００２９】この空隙３３の形成方法は、押金型（図示
しない）を使用してプレス加工により行われる。そし
て、プレス加工前に空隙３３に存在した底壁部２０ｅの
一部（扇状部２０ｆ）は、図１および図３に示すように
冷媒圧縮機の駆動軸の軸方向に折り曲げられた第１折り
曲げ部３０、その後駆動軸の径方向内方、かつ駆動軸の
軸方向と略垂直方向に延設された第２折り曲げ部３１を
構成している。また、この第１折り曲げ部３０および第
２折り曲げ部３１は、空隙３３を形成するプレス加工に
て同時に形成される。なお、扇状部２０ｆにて本発明の
切り込み部を構成する。

【００３０】また、底壁部２０ｅの空隙３３を区画する
ブリッジ部３４には、慣性部材２０の剛性を高めるため
に図３中紙面裏側から紙面上面に向かって突出したリブ
３５がこのプレス加工により同時に形成されている。以
上のような構成とすると、従来慣性部材２０の外周側
は、全周にわたって断面コの字状を呈してしたが、図１
に示すように扇状部２０ｆの重心が駆動軸の径方向外方
に移動し、慣性部材２０の慣性モーメントを増加させる
ことができ、ひいては回転被動体５の慣性モーメントを
増加させることができる。

【００３１】言い換えると、例えば、慣性部材２０の外
径がΦ１２５、質量が０．２５ｋｇであったとすると、
第１折曲部３０および第２折曲部３１を形成しない場
合、すなわち慣性部材２０の底壁部２０ｅに空隙３３が
ない場合には、慣性部材２０の慣性モーメントは計算上
６．８×１０^-4ｋｇｍ² となる。一方、慣性部材２０に
第１折曲部３０および第２折曲部３１を形成すると、質
量は同じでありながらその慣性モーメントは８．０×１
０^-4ｋｇｍ² となり、慣性モーメントを１．２×１０^-4
ｋｇｍ² 増加させることができる。

【００３２】すなわち、同じ慣性モーメントを得るなら
ば、第１折曲部３０および第２折曲部３１を形成するこ
とで慣性部材２０の外径を小さくすることが可能とな
り、慣性部材２０を備えた電磁クラッチの車両への搭載
性を向上させることができる。また、第１折曲部３０お
よび第２折曲部３１をロータ３側に折り曲げたことで、
慣性部材２０が配設された回転被動体５の重心が冷媒圧
縮機側に移動する。これによって、冷媒圧縮機の駆動軸
の曲げ共振点が従来（第１折曲部３０および第２折曲部
３１がない慣性部材）より高く、また冷媒圧縮機の駆動
軸の危険速度を低下させることができる。

【００３３】また、慣性部材２０の底壁部２０ｅを貫通
した空隙３３が形成されているため、慣性部材２０から
漏れ出す漏れ磁束が減少し、ロータ３からアーマチャ４
に伝わる伝達トルクの低下を抑制することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における慣性部材の要部詳
細図である。

【図２】上記第１実施例における電磁クラッチの全体構
成図である。

【図３】図２中Ａ方向からみた電磁クラッチの側面図で
ある。

【図４】従来の電磁クラッチの全体構成図である。

【符号の説明】

３ 回転動体 ４ａ 摩擦面（第２摩擦面） ５ 回転被動体 １０ａ 摩擦面（第１摩擦面） ２０ 慣性部材 ２０ｅ 底壁部（壁部） ３０ 第１折曲部（切り込み部） ３１ 第２折曲部（切り込み部）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動力源からの駆動力を伝達、断続して
   回転機械の駆動軸にこの駆動力を伝える電磁クラッチで
   あって、 前記駆動動力源からの動力を受けて回転し第１摩擦面を
   有する回転動体と、 この回転動体の第１摩擦面に対向配置され、この第１摩
   擦面と吸着可能な第２摩擦面を有する回転被動体と、 この回転被動体に配設され、前記駆動軸の軸方向に対し
   略垂直方向に起立した壁部を有する垂直部材とを備え、 前記壁部は、この壁部の軸方向へ貫通する切り込みによ
   り囲まれ形成された切り込み部を有し、さらに、この切
   り込み部を前記回転動体側に折り曲げ、この折り曲げに
   よりこの切り込み部の重心を前記駆動軸の径方向外方へ
   移動させたことを特徴とする電磁クラッチ。
2. 【請求項２】 前記切り込み部は、前記回転動体側で、
   略９０度折り曲げられた後、さらに前記回転軸の径方向
   内方に折り曲げられていることを特徴する請求項１およ
   び請求項２記載の電磁クラッチ。
3. 【請求項３】 前記切り込み部は、プレス加工によって
   形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項２記
   載の電磁クラッチ。
4. 【請求項４】 前記切り込み部は、前記駆動軸を中心と
   して同一円周状に複数形成されていることを特徴とする
   請求項１ないし請求項３記載の電磁クラッチ。