JPS6246029A

JPS6246029A - 電磁クラツチ

Info

Publication number: JPS6246029A
Application number: JP60184063A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Koitabashi; 小板橋　孝利
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1985-08-23
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1987-02-27
Also published as: AU6181086A; US4705973A; AU593273B2; CN86106158A

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］本発明は自動車用空気調和装置のためのコンプレッサに
装着される電磁クラッチに関するものであり、特にエン
ジンからの動力をコンプレッサに伝達する摩擦面の構造
に関するものである。

［従来の技術］まず、第６図、第７図、および第８図を参照して、従来
の電磁クラッチについて説明する。

固定部１の筒状突部１ａの外周にはラジアル軸受２を介
して鉄製のリング杖ロータ３が回転自在に支持されてい
る。ロータ３には、固定部１に固定保持されたリング状
の励磁コイル装置４が間隙をもって組合されている。一
方、主軸５は筒状突部１ａ内を通って固定部１に回転自
在に支持されている。主軸５の先端にはハブ６がキー等
により回転止めしつつ取付けられている。このハブ６に
は板ばね７を介して鉄製のリング状のアーマチュア８が
支持されている。アーマチュア８はロータ３と間隙をお
いて対向し、かつ主軸５と平行な方向で可動にされてい
る。

励磁コイル装置４のコイル９に電流か流れているときに
は、そのことにより発生する磁力によってアーマチュア
８がロータ３の摩擦面３ａに吸着される。その結果、主
軸５にロータ３の回転力が伝わる。一方、コイル９への
通電が断たれると。

吸着力が消滅するので、アーマチュア８が板ばね７の復
元力によりロータ３の摩擦面３ａから切離される。その
結果、主軸５への回転伝達は断たれ。

る。

［発明が解決しようとする問題点コところで−１−記のような電磁クラッチのロータ３の摩
擦面３ａ＋　およびアーマチュア８の摩擦面８ａは、旋
削加工の後にメッキし、その後に研削加工を施すことに
より形成されるため、それらの表面は、第７図に示すよ
うに不規則な凹凸を有している。第７図からも推察でき
るように、研削にて実際に得られる平坦度では、初期の
吸引接触面積は全体の２０％以下にすぎない。

このような構造の摩擦面同土がすり合されると。

初回のすり合せでは第８図で示すようにロータ３及びア
ーマチュア８の相互対向面部ち摩擦面のくさび状断面の
凸部３ｂ、８ｂが互いにひっかかるため大きな摩擦係合
力が得られる。しかし凸部３ｂ、８ｂの先端には符号３
Ｃ＋８ｃで示すような剪断がおこる。したがって２〜３
回すり合ぜした後は、それらの凸部３ｂ、８ｂの先端が
摩滅し。

その結果、伝達トルクが低下する。

通常はその後のすり合せによる摩滅で接触面積が徐々に
増し、伝達トルクが一■−昇する。最終的には、伝達ト
ルクは必要な値の３〜４倍にまで達する。しかしそれ以
前９例えば約５０回のずり合ぜを行っても伝達トルクは
上釘しない。

すり合せ同数が５０回以下の初期の状態においても大き
な伝達トルクを得るには、ロータ３の摩擦面３ａおよび
アーマチュア８の摩擦面８ａの直径りを人きくし摩擦面
積を大きくするとよい。あるいはコイル９の断面形状を
大きくして起磁力を向上させても同等な効果を得ること
ができる。しかしそれらによると、全体形状が大きくか
つ重量が増加し、さらにはコスト高となる。

また、全体形状を変化させることなく伝達トルクを向上
させるには、特開昭５４−１４７３４５公報に記載され
ているように、ロータおよびアーマチュア摩擦面の少な
くともどちらか一方に両摩擦而の磁性材料より硬度が低
くて摩擦係数の大きな軟質金属からなる薄膜層を設ける
という例がある。

一般に、摩擦面を構成する材料が同程度の映度である場
合、クラッチ使用初期に摩擦面に局部的な接触が牛する
と高硬度の溶着物が形成され、而荒れが発生することに
なる。］−記公報は」−述の問題を防止する為に、摩擦
面に金属の薄膜層を設けたものである。

その場合、而荒れを生じた部分に金属を埋め込んで接触
状態を良好にする都合上、その金属は軟らかくなければ
ならないし、かつ、その金属が摩液面に介在する都合上
摩擦係数は大きくなければならない。

それ故に１本発明の目的は、すり合せ回数の少ないとき
の伝達トルクを増大した小型かつ安価な電磁クラッチを
提供することにある。

［問題点を解決するための手段コ本発明によれば、外部駆動源により回転駆動されるロー
タと該ロータに対向したアーマチュアとを励磁コイルの
磁気回路に包含し、上記アーマチュアを−１−記ロータ
に吸着することによって回転駆動力の伝達をおこなわせ
る電磁クラッチにおいて。

上記アーマチュアおよび−１−記ロータの相互対向面は
、いずれもほぼ等ピッチのうず巻状凹凸を有し。

かつ−Ｉ−記相互対向面のうちどちらか一方の而には他
方の面を構成する磁性材料よりも低硬度の金属のめっき
層を設けたことを特徴とする電磁クラッチが得られる。

［実施例］以下９本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図を参照して、先ず鉄製のロータ３の一方の軸端面
、即ちアーマチュア８に対向した而に旋削加ｆを施して
うず巻状のほぼ等ピンチの細かい凹凸を形成する。次に
ロータ３全体を亜鉛めっき槽に浸漬する。この結果、ロ
ータ３の摩擦面３ａに第２図で示すところの亜鉛めっき
層３ｄが形成されると共に、摩擦面３ａ以外の他の部分
にも防錆の為の亜鉛めっき層３ｅが形成される。亜鉛め
っき層３ｄ、３ｅは、電気亜鉛めっきにて形成される為
、純亜鉛に近くブリネル硬度で４５である。

ちなみに、ロー９３やアーマチュア８の材質はＳＰ　Ｈ
Ｃでブリネル硬度で６２である。

一方、アーマチュア８の摩擦面８ａは旋削加工しうず巻
状のほぼ等ピッチの細かい凹凸を形成したものである。

なお、ロータ３のうす巻状の凹凸とアーマチュア８のう
す巻状の凹１１Ｊは、いずれも例えば０．３〜０．５　
ｍｍの一定のピッチをもち、かつ互いに同じ巻き方向に
のびている。このような凹凸は旋削加重に時の素材の回
転方向を同じにするとともに、工具の送り速度を一定に
することにより部用に得られる。実際にロータ３とアー
マチュア８とが互いに対向した状態では９両者のうず巻
状の凹凸は互いに反対巻きとなることはいうまでもない
。

このような構成の電磁クラッチに通電すると。

コンプレッサの主軸５に連結されているアーマチュア８
は励磁装置４のコイル９から生じる磁束によりロータ３
の摩擦面３ａに吸着される。したがって駆動力はロータ
３からアーマチュア８を介してコンプレッサに伝達され
る。

またアーマチュア８がロータ３に吸着されると。

そのときの吸引力により、第３図に示すようにアーマチ
ュア８の摩擦面８ａの凸部８ｂが亜鉛めっき層３ｄにく
い込むと共にめっき層３ｄの凸部もアーマチュア８の摩
擦面８ａに押しつぶされて塑性変形する。この結果９両
摩擦而３ａ、８ａの接触が緊密化する。

さらにロータ３とアーマチュア８とがすり合されると、
亜鉛めっき３Ｃが第４図のように堀り起こされる。掘り
起しにより削りとられためっき金属（亜鉛）はアーマチ
ュア摩擦面８ａに凝着する。

その凝着部１１は、うす巻状のほぼ等ピッチの凹凸をも
つロータ３の摩擦面３ａの同一円周−Ｌをすり合せられ
る毎に大きな結合体に成長する。「凝着」とはここでは
、すり合せによりアーマチュア８の摩擦面８ａの微細な
凸部が、ロータ３の摩擦面３ａのめっき金属を薄く削り
とり、それらが局部的に寄せ集められ圧縮され互いにく
っつきかたまりとなることを意味している。一方、ロー
タ３の摩擦面３ａの亜鉛めっき層３ｄには損傷部（掘り
起し部）１２が形成される。凝着部１１及び掘り起し部
１２は同一円周−■―で相対向する数箇所に。

しかも円弧状に発生する。

このようなめっき金属（亜鉛）の凝着部１１および掘り
起し部１２は数回すり合せを行うだけで形成される。ひ
とたび形成されると、これらは起磁力を減少させ吸引力
を小さくしても伝達トルクの低下をさまたげないだけの
摩擦力を発生する。

したがって両摩擦而の吸着後にコイル９への通電電流を
減少させることも可能となる。摩擦力の増大の原因は、
掘り起し部１２と凝着部１１とが。

もとは同じものが強制的に引きちぎられてできたもので
あり、非常に密な接触を維持することにあると考えられ
る。即ち、そのような状態で、すり合せが行われると、
めっき金属の引きちぎりに対する抵抗力が付加される為
９回転方向の阻止力（つまり伝達トルク）が大きくなる
。

このように、伝達トルクはめっき金属自身の摩擦係数に
は影響されない。したがってめっき金属としては９両摩
擦面を構成する磁性材料よりも低硬度でかつ安価なもの
９例えば亜鉛が最適である。

めっき金属として、錫・亜鉛合金が用いられてもよい。

第５図は、すり合せ回数が５０００回までの伝達トルク
の推移を９本発明実施例と従来例とについて示す。本発
明実施例においても、最終的にロータ摩擦面のめっき層
は削りとられなくなり、したがって到達トルクは従来例
と同じになる。また従来例ではすり合せ回数５０回位ま
での間で、すべりにより摩擦面に溶着等が発生し９表面
硬化。

ひいては発熱破損の危険がある。それに対し９本発明実
施例のクラッチは、めっき金属の凝着点が分散的に生じ
、ひとたび凝着点が発生すれば伝達トルクは、必す増大
する為、従来例のような危険を回避できる。

従って、伝達トルクは、初期においてコンプレッサを駆
動するに必要最低限な値を確保すれば良い。その結果、
励磁コイルの小型化ひいては省電力化したクラッチを提
供できる。

また−１−記の実施例によれば、アーマチュアをかしめ
組付後、軸心を基準にしてチャックし、その摩擦面の旋
削加工を実施できるので、アーマチュ。

アのかしめ組付による摩擦面の平面度および各部分の寸
法ばらつきに起因する組付後の摩擦面振れを修正でき、
したがってロータ摩擦面との空隙の均一性を向４−でき
る。

ところでロータ３の回転方向はうす巻状の凹凸の巻き方
向と同じであってもよいし、また反対向きであってもよ
い。

またロータ３とアーマチュア８のうず巻状の凹凸の巻き
方向は、ロータ３とアーマチュア８とがｒ７．いに対向
したときに同じになるように９反対向きであってもよい
。

またうす巻状の凹凸のピッチは、２殼とされる伝達トル
クに応して自由に設計できるのはいうまでもない。

なお、めっき層は、ロータ３の代りにアーマチュア８に
形成されても、同等の効果を奏する。

［発明の効果］以Ｉ−説明したように、本発明によれば、うず巻状のほ
ぼ等ピンチの凹凸は旋削力計りにて仕−Ｌげられるため
、従来加工で必要とされていた研削加工が不認となり、
生産性が大幅に向−１−する。　また。

クラッチ自体が従来と同形状であれば伝達トルクは大幅
に増大し、あるいは伝達トルクが同容量であれば摩擦面
の径の小径化と励磁コイルの小型・軽量化が１ｊＪ能と
なる。

さらに、励磁コイルの小型化に伴ってロータの小径化お
よび消費電力の節約も可能となる。

以下金白

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−・実施例の電磁クラッチの縦断図面
、第２図は同電碌クラッチのロータとアーマチュアとが
間隔をおいて対向した状態を概略的に示した要部のみの
拡大断面説明図、第３図はロータとアーマチュアが吸引
された状態を示す第２図と同様な図、第４図はめっき層
の掘り起しが行われた後の第２図と同様な図、第５図は
すり合わせ回数に対する伝達トルクの変動を示すグラフ
。第６図は従来の電磁クラッチの一例の縦断面図。第７図は従来の研磨された摩擦面を概略的に示す説明図
、第８図はロータとアーマチュアとの初回のすり合わせ
の状態を示す拡大断面図である。３・・・ロータ、３ａ・・・摩擦面、３１）・・・凸部
、３ｄ。３ｅ・・・亜鉛めっき層、４・・・励磁コイル装置、８
・・・アーマチュア、８ａ・・・摩擦面、８ｂ・・・凸
部、１１・・・凝着部、１２・・・ｔｎ傷部。代理人（７７８３）弁理士池田憲保第７図

Claims

【特許請求の範囲】

　（１）外部駆動源により回転駆動されるロータと該ロ
ータに対向したアーマチュアとを励磁コイルの磁気回路
に包含し，上記アーマチュアを上記ロータに吸着するこ
とによって回転駆動力の伝達をおこなわせる電磁クラッ
チにおいて，上記アーマチュアおよび上記ロータの相互
対向面は，いずれもほぼ等ピッチのうず巻状凹凸を有し
，かつ上記相互対向面のうちどちらか一方の面には他方
の面を構成する磁性材料よりも低硬度の金属のめっき層
を設けたことを特徴とする電磁クラッチ。
　（２）上記めっき層は亜鉛めっきであることを特徴と
する特許請求範囲第（１）項記載の電磁クラッチ。
　（３）上記めっき層は錫・亜鉛めっきであることを特
徴とする特許請求範囲第（１）項記載の電磁クラッチ。