JPS6249025A

JPS6249025A - 電磁クラツチ

Info

Publication number: JPS6249025A
Application number: JP60186538A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Koitabashi; 小板橋　孝利
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1985-08-27
Filing date: 1985-08-27
Publication date: 1987-03-03
Also published as: US4727974A; AU592814B2; AU6189286A; CN86106196A; CN1004826B

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】［産業上の利用分野コ本発明は自動１【用空只調和装置のためのコンプレッサ
に装若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、す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］ます、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の外周にはランアル軸受２を介
して鉄製のリング状ロータ３か回転自在に支持されてい
る。ロータ３には、固定部１に固＞’ｒｌｌｆｌ＝持さ
れたリング状の励磁コイル装置４か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か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か支持されている。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に電流が流れているときに
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かロータ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。

吸首力が消滅するので、アーマチュア８か板ばね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、上軸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］ところで上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Ｌｒｌ１８ａ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付している。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甲、用度では、初期
の吸引接触面積は全体の２０％以ドにすぎない。

このような構造の摩擦面同上がすり合されると。

初回のすり合せては第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、ｓｂ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
回すり合せした後は、それらの凸部３ｂ、８ｂの先端が
摩滅し。

その結果、伝達トルクが低トする。

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、伝達トルクか１−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ｒ
ｌｉｉ　、例えば約５０回のすり合せを行っても伝達ト
ルクは上昇しない。

すり合せ回数が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Ｉ〕を大きくし摩擦
面積を太き（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＋；ｊｊ士、させても同７！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
状が大きくかつ玉ハが増加し、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
くともとちらか一方に両摩擦而の碌性祠料より硬度が低
（て摩擦係数の大きな軟質金属からなる薄膜層を設ける
という例かある。

一般に、摩擦面を構成する材料か同程度の硬度である場
合、クラッチ使用初期に摩擦面に局部的な接触が生ずる
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。上記公報は上述の問題を防１ヒする為に、摩擦面
に金属の薄膜層を設けたものである。

その場合、面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、その金属が摩擦面に介在する都合ト
摩擦係数は大きくなければならない。

それ故に５本発明の１］的は、ナリ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］本発明によれば、外部駆動源により回転駆動されるロー
タき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一ヒ記ロータに
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−げ対向面のう
ち、いずれか一方の面はランダムな多数の微小凹凸を付
し、他方の而はほぼ等ピッチのうず巻状凹凸を有し、か
つ上記他方の面にはヒ記一方の而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。

［実施例コ以下１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に対向した面に旋削加工を施して
うず巻状のほぼ等ピッチの細かい凹凸を形成する。うず
巻状の凹凸のピッチは例えば０．３〜０．５ｍｍである
。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３　ｄ　＋　　３　ｅ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、アーマチュア８の材質は５ＰＨＣ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、従来と同様に、
研削加工により仕上けられている。この結果、アーマチ
ュア８の摩擦面８ａには、ランダムな多数の微小凹凸が
形成される。

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８Ｂ８ｂかロータ３の摩擦面３
ａの亜鉛めっき層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。

両摩擦而３ａ＋８ａの接触が緊密化する。

さろにロータ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
起こしはめっき層３ｄの深層部まで達するため、摩擦抵
抗が大きく、伝達トルクも増大する。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８
ａに凝着する。

その凝着部１）は、うず巻状のほぼ等ピッチの凹凸をも
つロータ３の摩擦面３ａの同一円周上をすり合せられる
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１）及び掘り起し部１
２は数箇所にしかも同一円周上で相対向するように発生
する。

このようなめっき金属（亜鉛）の凝着部１）および掘り
起し部１２は数回すり合せを行うたけて形成される。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１）とか。

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か付加される為
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１両摩
擦而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（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、すへ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、必ず増大
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、
励磁フィ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。

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

またアーマチュア８の摩擦面８ａにうず巻上の凹凸を設
けるとともにめっき層を設け、一方、ロータ３の摩擦面
３ａにランダムな微小凹凸を設けてもよい。

またランダムな’＋’ｌｔ小凹凸は、予め多数の微小凹
凸を形成した型部材を用いてプレス加工を行なうことに
より形成されてもよい。

なお、うず巻上の凹凸のピッチは、必要とされる伝達ト
ルクに応じて自由に設計できるのはいうまでもない。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明によれば、うす巻状のほぼ
等ピンチの凹凸は旋削加工にて仕上げられるため、従来
加工で必要とされていた研削加工が不要となり、生産性
が大幅に向上する。　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・軽量化が可能となる
。

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。

以下余日

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電磁クラッチの縦断図面、
第２図は同電磁クラッチのロータの摩擦面を示す径方向
に沿った拡大断面説明図、第３図はロータとアーマチュ
アが吸引された状態を図化して示した要部のみの周方向
に沿った拡大断面説明図、第４図はめっき層の掘り起し
状態を示した第３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、３ｂ・・・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、１）・・・凝着部、１２・・・損傷部。第７図　　　　　第８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ツチ
において，上記アーマチュアおよび上記ロータの相互対
向面のうち、いずれか一方の面はランダムな多数の微小
凹凸を有し、他方の面はほぼ等ピッチのうず巻状凹凸を
有し，かつ上記他方の面には上記一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。
（４）上記一方の面は研磨加工され、これにより上記微
小凹凸を形成されたものであることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の電磁クラッチ。
（５）上記一方の面はプレス加工され、これにより上記
微小凹凸を形成されたものであることを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載の電磁クラッチ。