JPS6188027A - 摩擦クラツチ装置 - 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〕 本発明は摩擦クラッチ装置に関し、更に詳しくは、摩擦
クラッチ装置における摩擦板の表面構造に関する。

〔従来技術と問題点〕

例えば自動車用冷房装置、空調装置等のコンプレッサに
は、駆動力を断続させるための電磁式摩擦クラッチ装置
が用いられている。この摩腔クラッチ装置は微小な隙間
を介して互いに対向する概ねディスク状の一対の摩擦板
を備えており、一方の摩擦板は他方の摩擦板に対して電
磁コイルの磁気作用により摺接せしめられるようになっ
ている。

この種の従来の摩擦クラッチ装置においては、摩擦トル
クを高めるために、摩擦板は粘着性を有する軟鋼で作ら
れている。また、摩擦板の摺接面には摩耗粉を摺接面か
ら外部に排出するための排出！、■が形成されている。

しかしながら、このような軟鋼層の摩擦板は耐摩耗性が
低いため、摩擦クラッチ装置の寿命を低下させる原因と
なっている。また、摩耗粉の発生量が多くなるため、摺
接面の排出溝を大きくする必要があり、その結果、摩擦
板及び摩擦クラッチ装置が大型化することとなる。更に
、摩擦板が摩耗すると、摩擦板の間の隙間が拡がるため
、電磁コイルの磁気力が弱まり、摩擦板間に滑りが生じ
易くなる。また、通常は、摩擦板の変位は支持ゴム体の
変形を伴って行われるが、摩擦板間の隙間が拡がると、
ゴムを十分に変形させることが困難となったり、ゴムに
無理な変形が起こってその寿命が短くなったりするとい
う問題がある。

一方、実公昭５３−２９８７２号公報には、摩擦板の摺
接面全体に硬度の高い窒化層を形成した摩擦クラッチ装
置が開示されている。このような表面構造の摩擦板の場
合、摺接面の摩耗は軽減されるが、摩擦板同士の滑りが
発生するという問題が生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための手段として、本発明は、軟
鋼により形成され且つ互いに対向配置された一対の摩擦
板と、前記一対の摩擦板を互いに摺接させるための作動
装置とを備えた摩擦クラッチ装置において、前記摩擦板
の摺接面に軟鋼よりも硬い高硬度部分を分散させて設け
たことを特徴とする摩擦クラッチ装置を提供する。

〔作用〕

本発明による上記手段によれば、軟鋼層のｙＸ擦板の摺
接面に軟鋼よりも硬い高硬度部分が軟鋼領域に隣接して
分散状態で設けられているため、摺接面の粘着性が阻害
されることなく、摺接面の耐摩耗性が向上する。したが
って、摺接面の耐久性が高まる。また、摺接面に摩耗粉
排出溝を形成する場合には、摩擦板の摺接面における摩
耗１′５）の発生量が減少するので、摩耗粉排出溝を小
さくすることができる。したがって、摩擦板及び摩擦ク
ラッチ装置の大型化を防止することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図は本発明による摩擦クラッチ装置を
自動車用冷房装置のコンプレフサに取り付けた場合の一
実施例を示すものである。はじめに第１図を参照すると
、摩擦クラッチ装置１０は軟鋼により形成された一対の
摩擦板１１．１２を備えている。一方の摩擦板１１は内
筒１３及び外筒工４と一体化されており、外筒１４には
ベルト用のプーリ１５が一体に設けられている。内筒１
３はコンプレッサ１６のフロントハウジング１７　　・
の端部に突設されたボス部１８に回転軸受１９を介して
回転可能且つ軸方向移動不可能に取り付けられている。

フロントハウジング１７の端部に固定された固定子２０
には内筒１３と外１ｉｉ１４との間に位置する電磁コイ
ル２１が取り付けられている。コンプレッサ１６の回転
軸２２にはフランジ２３が取り付けられており、フラン
ジ２３はキー２４によって回転軸２２に固定されている
。フランジ２３の外周にはゴムリング２５を介して外輪
２６が固着されている。この外輪２６に対し摩擦板１２
は複数本のピン２７を介して支持されている。通電は、
一対の摩擦板ＩＬ、１２の間には０．３〜０．５鰭の隙
間が確保される。ここでは、摩擦板１２とフランジ２３
との間には衝撃吸収用のゴムリング２８が介装されてい
る。

この摩擦クラッチ装置においては、プーリ１５に回転が
与えられると、プーリ１５と一体の摩擦板１１はコンプ
レッサ１６のボス部１８の周りに回転する。このとき、
摩ｉ５′、板１１，１２が互いに離間している場合には
、コンプレッサ１６の回転軸２２への駆動力の伝達は行
われない。電磁コイル２１が通電されると、電磁コイル
２１の磁気作用によりゴムリング２５の変形を伴って摩
擦板１２がプーリ１５と一体の摩擦板１１に圧接せしめ
られるので、摩擦板１２が回転し、その回転が回転軸２
２に伝達される。

第２図及び第３図を参照すると、摩擦板１１゜１２の摺
接面２９．３０にはそれぞれ摩耗粉を外部に排出するだ
めの複数個の排出溝３１．３２が設けられている。ここ
では、各排出溝３１．３２は摩擦板１１．１２を軸方向
に貫通している。

摩擦板１１．１２の摺接面２９．３０には軟鋼よりも硬
い高硬度部分３３．３４がそれぞれ分散状態で設けられ
ている。ここでは、高硬度部分３３．３４はそれぞれ摩
擦板１１．１２の摺接面２９．３０内で互いに分離して
分散する多数の略小円状の小領域からなっており、多数
の略小円状の小領域はランダムに分散されている。

なお、第４図に拡大して模式的に示すように、−′／−
数の略小円状の小領域は整列状態で分散していてもよい
。また、第５図に拡大して模式的に示すように、各小領
域は略長円状若しくは所定長の帯犬に形成されていても
よい。更に、第６図に拡大して模式的に示すように、高
硬度部分３３．３４は摩擦板１１．１２の摺接面２９．
３０内で編目状若しくは格子状に分散していてもよい。

上述した各種パターンからなる高硬度部分３３゜３４は
摩擦Ｆｉ１１．１２の摺接面２９．３０に対する部分的
表面焼入れ処理により形成することができる。部分的表
面焼入れ処理としては、例えば、スポント焼入れ処理、
浸炭焼入れ処理若しくはし一ザ焼入れ処理等を用いるこ
とができる。

（Ｕ接面２９．３０の摺接面積に対する高硬度部分３３
．３４の総和面接は４０〜７０％程度が好ましい。４０
％より少ないと摩耗が増加する。また、７０％よりも多
いと摩擦１反１１．１２間にン音りが生じ易くなる。

第４図及び第５図に示すような分散形の高硬度部分３３
．３４の場合、隣接する排出溝３１．３２の間に少なく
とも２つ以上の高硬度部分３３゜３４を存在させること
が好ましい。

焼入れ処理の場合、摩擦板１１．１２の摺接面２９．３
０には次のような特性の高硬度部分３３゜３４を形成す
ることが望ましい。

（１）焼入れ深さ−０，３〜１．０１ （２）表面硬さ・−Ｈｖ５００〜１０００（３）大きさ
−０，２〜１０ｍｍの直径ないし幅浸炭焼入れ処理によ
る場合、例えば、摩擦板１１．１２の摺接面２９．３０
に部分的に銅メッキを施して焼入れすべき部分を無メツ
キ状態とし、９２０±１０℃で１〜３時間浸炭処理した
後、８２０±１０℃で３０分加熱保持して焼入れを行い
、その後、２００℃で２時間焼戻し処理をする。このよ
うな処理を施した場合、浸炭焼入れ部の表面硬さはＨＶ
５００〜９００程度となり、銅メツキ部分の表面硬さは
基材の硬さとほぼ同じに保たれる。

レーザ焼入れ処理の場合、例えば、レーザ発振電力を０
．３〜１．６　Ｋ　ｗとし、使用ガスを１０７２／ｗｉ
ｎの流量のアルゴンとし、レーザの移動速度を０、０５
〜０．３　ｍ／ｍｉｎとし、集光レンズの直径を２１ｍ
とする。このような条件でレーザ焼入れを行なった場合
にも、上述した好ましい焼入れ深さ、硬さ及び大きさの
高硬度部分３３．３４を摩擦板１１．１２の摺接面２９
．３０に形成することかできる。レーザ焼入れの場合、
摺接面２９．３０に必要硬さが得られ無かった場合に、
再度レーザによる部分焼入れを行なうことができるので
、品質の良い摩擦板を提供できることとなる。

一方、上述した各種パターンからなる高硬度部分３３．
３４は摩擦板１１．１２の摺接面２９゜３０に対する硬
質クロムメッキ処理若しくは所謂カニゼン（登録商標）
と呼ばれる化学メッキ処理、すなわち、ニッケルの自己
触媒作用を利用したそれぞれ自体周知のニッケル燐合金
メッキにより形成することもできる。

上記構成の摩擦クラッチ装置においては、軟鋼型の摩擦
板１１．１２の１ｇ接面２９．３０に軟鋼よりも硬い高
硬度部分３３．３４が軟鋼領域に隣接して分散状態で設
けられているため、摺接面２９．３０の粘着性は軟ｔ４
領域により確保される。

一方、摺接面２９．３０には高硬度部分３３．３４が分
散状態で設けられているため、摺接面２９゜３０の耐摩
耗性が向上する。したがって、摩擦板１１．１２の耐久
性が高まる。また、摩耗粉の発生量が減少するので、摩
耗粉のための排出溝３１゜３２を小さくすることができ
る。したがって、摩・振板１１．１２及び摩擦クラッチ
装置全体を小型化することができる。

本発明による摩擦クラッチ装置の効果をｔｊｌｌｉ来の
摩腟クラッチ装置と比較するために、軟鋼の素材をその
まま利用した摩擦板（ａ）と、摺接面の全面に硬化処理
を施した摩擦板（ｂ）と、焼入れ面積約５０％の部分焼
入れを摺接面に施した本発明によるＩ７１’Ｍ４反（Ｃ
）とを用いて摩擦クラッチ装置の耐久試験を行なった。

耐久試験はクラッチのオン（摩擦板の摺接）時間を２０
ｓｅｃとし、オフ（摩擦板の離間）時間をｌ０ｓｅｃと
し、オン及びオフを５００Ｈｒ繰り返し７て滑りの発生
と摺接面の摩耗量を調べた。

試験結果は次の通りである。

（１１摩擦板（ａ）　−滑りは生じなかった。

０．５１１１の摩耗が生じた。

（２）摩擦板（ｂ）・−滑りが生じた。

０．０１鶴の摩耗が生じた。

（３）摩擦板（Ｃ）〜　滑りは生じなかった。

０．１龍の摩耗が生じた。

以上のように、本発明による摩擦板（Ｃ）は従来形のｊ
￥ｊＭ　Ｅ　（ａ）　、　（ｂ＋に比して、滑り及び摩
耗のいずれについても良好な結果を示した。

以上、図示実施例につき説明したが、本発明は上記実施
例の態様のみに雨足されるものではなく、特許請求の範
囲に記載した発明の範囲内で各構成要素に更に種々の変
更を加えることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明による摩擦クラ
ッチ装置は、軟鋼製の摩擦板の摺接面に軟鋼よりも硬い
高硬度部分を分子ｌ＆状態で設けたことを特徴とするも
のであるから、摺接面の粘着性を阻害することなく、す
なわち、摩擦板間の滑りを生じさせることなく、摺接面
の耐摩耗性を向上させることができ、摩擦板の耐久性を
高めることができる。また、摩耗粉の発生量を減少させ
ることができるので、摩耗粉のための排出溝を小さくし
て摩擦板及びｊγ擦ツクラッチ装置小型化することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す摩擦クラッチ装置の縦
断面図、 第２図は第１図に示す摩擦クラッチ装置の一方の摩擦板
の摺接面を示す斜視図、 第３図は第１図に示す摩擦クラッチ装置の他方の摩擦板
の摺接面を示す斜視図、 第４図ないし第Ｃ図はそれぞれ摺接面に対する高硬度部
分の分散パターンの変形例を拡大して枳式的に示す図で
ある。 １１．１２・・−摩擦板、 ２９．３０−・摺接面、 ３１．３２−・排出溝、 ３３．３４−・・−高硬度部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軟鋼により形成され且つ互いに対向配置された一対
   の摩擦板と、前記一対の摩擦板を互いに摺接させるため
   の作動装置とを備えた摩擦クラッチ装置において、 前記摩擦板の摺接面に軟鋼よりも硬い高硬度部分を分散
   させて設けたことを特徴とする摩擦クラッチ装置。 ２、前記高硬度部分は前記摩擦板の摺接面内で互いに分
   離して分散する多数の小領域からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の摩擦クラッチ装置。 ３、前記高硬度部分は前記摩擦板の摺接面内で編目状若
   しくは格子状に分散していることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の摩擦クラッチ装置。 ４、前記高硬度部分は前記摩擦板の摺接面に対する部分
   的表面焼入れ処理により形成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の摩擦クラッチ装置。 ５、前記高硬度部分は前記摩擦板の摺接面に対するスポ
   ット焼入れ処理、部分浸炭焼入れ処理若しくはレーザ焼
   入れ処理のうちのいずれか１つにより形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の摩擦クラ
   ッチ装置。 ６、前記高硬度部分は前記摩擦板の摺接面に対する硬質
   クロムメッキ処理若しくはニッケルの自己触媒作用を利
   用したニッケル燐合金メッキのうちのいずれか１つによ
   り形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の摩擦クラッチ装置。 ７、前記摩擦板の摺接面には複数個の摩耗粉排出溝が設
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の摩擦クラッチ装置。 ８、前記作動装置は前記一対の摩擦板に磁気作用を与え
   て前記一対の摩擦板を摺接させるための電磁コイルであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の摩擦
   クラッチ装置。