JPH10318289A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造時における作業性、加工性に優れ、しか
も安価な電磁クラッチを提供する。 【解決手段】 磁性材料により形成されるプーリ１０
と、このプーリ１０の内周面に所定隙間を介して配置さ
れ、コンプレッサハウジングに固定されるステータ２０
とを備える電磁クラッチ１において、ステータ２０を、
絶縁材料により形成され、励磁コイル２１が巻き付けら
れる断面略Ｕ字状のボビン２２と、絶縁材料により形成
され、ボビン２２が収容されるコイルケース２３と、磁
性材料により形成され、コイルケース２３に嵌合される
ヨーク２４とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電磁クラッチに関
し、特に車両用空調装置の冷媒圧縮機に用いられる電磁
クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁クラッチは、磁性材料により形成さ
れるプーリと、このプーリの内周面に所定隙間を介して
配置され、コンプレッサハウジングに固定されるステー
タとを備える。

【０００３】図７は従来のステータ部の正面図、図８は
図７の縦断面図、図９は図７のステータ部の背面図であ
る。ただし、図８においては、アース線及び電源線の図
示は省略されている。

【０００４】ステータ２２０は、励磁コイル２２１と、
この励磁コイル２２１を収容する２つのボビン２２２
ａ，２２２ｂと、このボビン２２２ａ，２２２ｂを収容
するヨーク２２４とを有する。

【０００５】励磁コイル２２１はアース線２２１ａ及び
電源線２２１ｂを有し、電源線２２１ｂはコネクタ２２
１ｃを介して図示しない電源に接続され、アース線２２
１ａはリード線固定金具２２１ｄを介してフランジ２３
０に固定されている。

【０００６】ところで、現在ステータ２２０としては注
型樹脂レスタイプ（以下ボビンタイプと称する）と称さ
れるものが広く用いられている。

【０００７】このボビンタイプを作るには、まず銅線を
所定の形状に巻いてなる励磁コイル２２１をボビン２２
２ａに収容し、このボビン２２２ａにボビン２２２ｂを
合わせて一体化する。

【０００８】次に、ボビン２２２（ボビン２２２ａとボ
ビン２２２ｂとを一体としたもの）をヨーク２２４に嵌
合するとともに、環状プレート２２６によって固定す
る。

【０００９】最後に、環状プレート２２６を加締めによ
ってヨーク２２４に固着してボビン２２２内に収める。

【００１０】このボビンタイプによれば、従来行われて
いた熱硬化性のエポキシ系樹脂を用いた樹脂注型タイプ
に比し、樹脂注型が必要ない分だけ製造工程を少なくで
き、生産性を向上させることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記電磁クラ
ッチは以下の問題点を有する。 銅線の巻いたときの形状を保持させるため、銅線とし
て自己融着線を用い、この自己融着線を巻いた後に所定
電流を流して銅線の周囲に被覆された融着材料を溶かし
て銅線同士を固定させたり、一般的な銅線の場合には銅
線を巻いた後、その銅線の全周に亘って又は９０゜おき
にテープを巻き付けて固定させたりする必要がある。

【００１２】しかし、自己融着線は高価であり、銅線の
周囲には融着材料を被覆しているので占積率（コイルの
全容積に対するコイルの導体の占める体積の割合）が融
着材料を被覆していない銅線に比し小さくなってしま
う。またテープによる銅線の固定は手間のかかる作業性
の悪いものである。 前述のように、励磁コイル２２１をヨーク２２４に嵌
合させる前に、励磁コイル２２１をボビン２２２ａに収
容する工程及びボビン２２２ａとボビン２２２ｂとを合
わせて一体化する工程が必要であるので、作業性が悪
い。

【００１３】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は製造時における作業性に優れ、し
かも安価な電磁クラッチを提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の発明の電磁クラッチは、磁性材料により
形成されるプーリと、このプーリの内周面に所定隙間を
介して配置され、コンプレッサハウジングに固定される
ステータとを備える電磁クラッチにおいて、前記ステー
タは、絶縁材料により形成され、励磁コイルが巻き付け
られる断面略Ｕ字状のボビンと、絶縁材料により形成さ
れ、前記ボビンをカバーするカバー部材と、磁性材料に
より形成され、前記ボビン又は前記カバー部材に嵌合さ
れるヨークとを有し、前記カバー部材と半径方向に対向
する前記プーリの内周面部分は前記ヨークと半径方向に
対向する前記プーリの内周面部分より肉厚に形成されて
いることを特徴とする。

【００１５】励磁コイルが巻き付けられたボビンを収容
する又は前記ボビンの一部を覆うカバー部材をヨークに
嵌合するので、励磁コイルをボビンに収容する工程及び
ボビン同士を合わせる工程を省略できる。また、励磁コ
イルは高価な自己融着線や銅線を固定するためのテープ
を用いる必要がなくなる。更に、カバー部材と半径方向
に対向するプーリの内周面部分をヨークと半径方向に対
向するプーリの内周面部分より肉厚に形成したので、深
さの浅いヨークを用いることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１７】図１はこの発明の第１実施形態に係る電磁
クラッチの一部を示す縦断面図である。

【００１８】電磁クラッチ１は、プーリ１０とステータ
２０とを備える。

【００１９】ステータ２０は、励磁コイル２１を巻き付
けたボビン２２と、コイルケース（カバー部材）２３
と、ヨーク２４とからなる。ヨーク２４はコンプレッサ
ハウジングのフランジ３１にスポット溶接によって固着
されている。

【００２０】励磁コイル２１はコネクタ４０を介してリ
ード線（図示せず）に接続されている。

【００２１】プーリ１０はラジアル軸受５０を介して回
転可能に支持され、コンプレッサの回転軸を中心として
エンジン（いずれも図示せず）からの回転力によって回
転する。

【００２２】プーリ１０は磁性材料により形成され、ス
テータ２０の外周面に対して微小空隙をおいて配置され
る。コイルケース２３の外周面と半径方向に対向するプ
ーリ１０の内周面部分１０ａはヨーク２４の外周面と半
径方向に対向するプーリ１０の内周面部分１０ｂより肉
厚に形成されている。

【００２３】図２（ａ）はヨークの縦断面図、図２
（ｂ）はボビンの縦断面図、図２（ｃ）はケースの縦断
面図である。

【００２４】コイルケース２３は樹脂（絶縁材料）によ
って断面略Ｕ字状に形成され、ボビン２２が開口部２３
ａからコイルケース２３内に収容される。コイルケース
２３の開口部２３ａの外周部には凸部２３ｂが形成さ
れ、内周部には開口部２３ａへ向かって広がるテーパ面
２３ｃが形成されている。

【００２５】ボビン２２は樹脂（絶縁材料）によって断
面略Ｕ字状に形成され、ボビン２２には励磁コイル２１
となる銅線が巻き付けられている。ボビン２２をコイル
ケース２３に収容したとき、コイルケース２３の蓋とな
る部分２２ａには、テーパ面２３ｃと合致するテーパ面
２２ｂが形成されている。

【００２６】コイルケース２３と嵌合する環状のヨーク
２４は磁性材料から製造される。ヨーク２０の深さは電
磁クラッチの出力に直接関係するため、従来ヨーク２０
はボビン２２を完全に覆う深さをもつ形状であったが、
このヨーク２４はボビン２２を収容するコイルケース２
３と嵌合できる深さを有していればよく、プレス加工
（冷間加工における絞り）によって断面略Ｃ字状に形成
される。

【００２７】なお、ヨーク２４の内周部にはコイルケー
ス２３の外周部に形成した凸部２３ｂと係合する凸部２
４ａが形成されている（図３参照）。

【００２８】図３（ａ）はヨーク、ボビン及びコイルケ
ースの組付状態を示す縦断面図、図３（ｂ）は図３
（ａ）の部分拡大図である。

【００２９】次にステータ２０の組付を図３（ａ）及び
図３（ｂ）を参照して説明する。

【００３０】まず銅線（励磁コイル２１）が巻き付けら
れたボビン２２をコイルケース２３内に圧入する。

【００３１】ボビン２２の全体がコイルケース２３内に
収容されたとき、ボビン２２のテーパ面２２ｂとコイル
ケース２３のテーパ面２３ｃとは図３（ｂ）に示すよう
に密着する。

【００３２】次に、コイルケース２３をヨーク２４に嵌
合させ、加締めてボビン２２、コイルケース２３及びヨ
ーク２４を一体的に結合する。

【００３３】この第１実施形態によれば、以下の効果を
発揮する。 励磁コイル２１である銅線としては高価な自己融着線
を使用しなくてよいので、ステータ２０を安価に製造で
きる。また、銅線の周囲に融着材料を被覆していない分
占積率を向上させることができ、励磁コイル２１を小さ
く形成できる。更に、手間のかかるテープによる銅線の
固定が不要となるので、作業性が向上する。 従来のように、励磁コイル１２１をボビン１２２ａに
収容する工程及びボビン１２２ａとボビン１２２ｂとを
合わせ一体化する工程が不要となるので、作業性が向上
する。 ヨーク２４をプレス加工で形成することができるの
で、深絞りに比し加工が容易になり、ヨーク２０を安価
に製造できる。しかも、コイルケース２３の外周面と半
径方向に対向するプーリ１０の内周面部分１０ａはヨー
ク２４の外周面と半径方向に対向するプーリ１０の内周
面部分１０ｂより肉厚に形成されているので、ヨーク２
４とプーリ１０とが微小空隙を介して対向する面積が増
加して磁気抵抗が小さくなり、磁束がヨーク２４とプー
リ１０との間の磁路を通り易くなる。したがって、励磁
コイル２１に電流が供給されたとき、電磁クラッチは出
力低下を発生せず、確実な動作を行うことができる。

【００３４】図４はこの発明の第２実施形態に係る電磁
クラッチの一部を示す縦断面図であり、図１と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略する。

【００３５】この第２実施形態に係る電磁クラッチはカ
バー部材としてボビン２２を収容するコイルケース２３
を用いる代わりに、ボビン１２２の開口部１２２ｃを塞
ぐカバー２５を用い、ヨーク２４と、ボビン１２２と、
カバー２５とからステータを構成した点が第１実施形態
と異なる。

【００３６】ヨークとプーリの内周面とは微小空隙を介
して広い面で対向するので、ヨークとプーリとの間の磁
気抵抗が小さくなり、励磁コイルに電流が供給されたと
き、磁路を確実に確保できる。

【００３７】ヨーク２４は、第１実施形態と同様に磁性
材料によって断面略Ｃ字状に形成される。このヨーク２
４はボビン１２２と嵌合できる深さを有していればよ
く、プレス加工で製造される。

【００３８】また、ヨーク２４の内周部には、ボビン１
２２の凸部１２２ｆと係合する凸部２４ａが形成されて
いる。

【００３９】図５（ａ）はボビンの縦断面図、図５
（ｂ）はカバーの縦断面図である。

【００４０】カバー２５は樹脂（絶縁材料）によって長
辺部２５ａと短辺部２５ｂとからなる断面略Ｌ字状に形
成されている。長辺部２５ａの先端には長辺部２５ａと
同じ方向へ延びる凸部２５ｃが形成され、短辺部２５ｂ
の先端には断面三角形状の鉤部２５ｄが形成されてい
る。

【００４１】ボビン１２２は樹脂（絶縁材料）によって
断面略Ｕ字状に形成され、励磁コイル２１となる銅線が
巻き付けられている。ボビン１２２には、カバー２５の
凸部２５ｃと嵌合可能な凹部１２２ｄと鉤部２５ｄと嵌
合可能な凹部１２２ｅとが形成されている。

【００４２】図６（ａ）はボビンとカバーとの組付状態
を示す縦断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の部分拡大図
である。

【００４３】次に、ステータの組付を図６（ａ）及び図
６（ｂ）を参照して説明する。

【００４４】銅線（励磁コイル２１）を巻いたボビン１
２２にカバー２５を取り付ける。

【００４５】このとき、カバー２５の凸部２５ｃと鉤部
２５ｄとをボビン１２２の凹部１２２ｄ，１２２ｅ（図
５（ａ）参照）にそれぞれ嵌合させる。

【００４６】更に、図６（ｂ）に示すように凸部２５ｃ
と凹部１２２ｄとの嵌合部分を超音波溶着によって固着
する。

【００４７】この第２実施形態によれば、第１実施形態
と同様の効果を発揮できる。

【００４８】また、ヨーク２０はカバー２５を取り付け
たボビン１２２を加締めることができる深さを有すれば
よいので、ボビン１２２の幅に比し深さの浅いヨーク２
０を用いることができる。その結果、ヨーク２０はプレ
ス加工で形成することができ、ヨーク２０を安価に製造
できる。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１に記載の
発明の電磁クラッチによれば、励磁コイルをボビンに収
容する工程及びボビン同士を合わせる工程を省略でき、
作業性が向上する。また、高価な自己融着線や銅線を固
定するためのテープを用いる必要がないので、占積率を
向上でき、小型化と製造コストの低減を図ることができ
る。更に、深さの浅いヨークを用いることができ、ヨー
クの製造に深絞り操作が不要になり、加工性が向上し、
より製造コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る電磁クラ
ッチの一部を示す縦断面図である。

【図２】図２（ａ）はヨークの縦断面図、図２（ｂ）は
ボビンの縦断面図、図２（ｃ）はケースの縦断面図であ
る。

【図３】図３（ａ）はヨーク、ボビン及びケースの組付
状態を示す縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の部分拡
大図である。

【図４】図４はこの発明の第２実施形態に係る電磁クラ
ッチの一部を示す縦断面図である。

【図５】図５（ａ）はボビンの縦断面図、図５（ｂ）は
カバーの縦断面図である。

【図６】図６（ａ）はボビンとケースとの組付状態を示
す縦断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の部分拡大図であ
る。

【図７】図７は従来のステータ部の正面図である。

【図８】図８は図７の縦断面図である。

【図９】図９は図７の背面図である。

【符号の説明】

１ 電磁クラッチ １０ プーリ ２０ ステータ ２１ 励磁コイル ２２ ボビン ２３ コイルケース（カバー部材） ２４ ヨーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材料により形成されるプーリと、こ
   のプーリの内周面に所定隙間を介して配置され、コンプ
   レッサハウジングに固定されるステータとを備える電磁
   クラッチにおいて、 前記ステータは、 絶縁材料により形成され、励磁コイルが巻き付けられる
   断面略Ｕ字状のボビンと、 絶縁材料により形成され、前記ボビンをカバーするカバ
   ー部材と、 磁性材料により形成され、前記ボビン又は前記カバー部
   材に嵌合されるヨークとを有し、 前記カバー部材と半径方向に対向する前記プーリの内周
   面部分は前記ヨークと半径方向に対向する前記プーリの
   内周面部分より肉厚に形成されていることを特徴とする
   電磁クラッチ。