JPS63297827A

JPS63297827A - 電磁クラツチ

Info

Publication number: JPS63297827A
Application number: JP62131404A
Authority: JP
Inventors: Haruki Hamada; 晴喜浜田; Kosaku Sayo; 佐用　耕作; Naonobu Kanamaru; 尚信金丸
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1988-12-05
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JP2568201B2

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、駆動源のベルト駆動力を入力して被駆動軸に
回転力を伝達する方式の電磁クラッチに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来より、電磁クラッチは１例えば車両冷房用圧縮機等
の各種ｉ器の動力伝達装置として使用されている。この
種の電磁クラッチは、一般に駆動源のベルト駆動により
回転力を入力するプーリ付ロータを被駆動機器（例えば
圧縮機）の本体一部にベアリングを介して回転可能に嵌
装し、一方、プーリ付ロータと対向して被駆動機器の回
転軸に弾性部材を介してアーマチュアを固着し、前記プ
ーリ付ロータとアーマチュアとを励磁コイルにより磁化
して両者を摩擦係合し、このようにして駆動源の回転力
をプーリ付ロータ及びアーマチュアを介して被ｍ劾機器
の回転軸に伝達するものである。

また、このような電磁クラッチに使用されるプーリ付ロ
ータを大別すると、例えば、実開昭６１−５２３号公報
等に開示される如く、プーリ付ロータを構成するクラッ
チ部とプーリ部を別体としボルトにより固定したものと
、特開昭５８−１３４２３３号公報等に開示されるよう
にクラッチ部とプーリ部を一体に構成し、且つプーリ部
を磁気通路の一部としたものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記従来技術における電磁クラッチのプーリ
付ロータの中で、前者の型式のものは、プーリとクラッ
チ部等を別体に成形するため、各構成要素が成形容易性
を有する反面、プーリ部とクラッチ部、ベアリング収納
部とが別体とされ固定されているため、駆動源からのベ
ルトテンションに対するプーリ部、クラッチ部等を一体
成形した一体型に較べて剛性が弱くなり、この剛性を向
上させるために部品の肉厚を比較的厚くしなければなら
ず、重量が増す傾向があった。一方、後者の場合は、剛
性的に優れているが、従来のプーリ部・クラッチ部を一
体にしたものは、プーリ部が磁気回路の一部としである
ため、プーリ部を常時励磁コイルと対向して配置しなけ
ればならず、その結果、ロータのクラッチ部、励磁コイ
ル等に対するプーリ部の配置性（アライメント）に制約
があり、設計の自由度が狭い範囲に限られる傾向にあっ
た。このことは、搭載車種によりプーリの配置性が異な
るという現状に充分対応できず、その改善が望まれてい
た。また、搭載車種によりプーリ径は異なるのに対し、
プーリ部内周側に配置される励磁コイルは標準化されて
いるので、プーリ部が磁気回路を兼ねるものは、プーリ
径が大きくなるとその分プーリ径の肉厚を厚くして、プ
ーリ内周と励磁コイル外周との間の磁気ギャップを許容
の寸法にとどめる必要があり、そのため、プーリ径が大
きくなる程、ロータ全体の重量化の度合が大きくなる傾
向があった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり。

その目的とするところは、剛性に優れ、プーリ径。

プーリ部の配置性に対して設計の自由度を確保し、且つ
成形加工性の向上化を図り得る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〕

本発明は上記目的を達成するために、電磁クラッチを次
のように構成する。以下、本発明の理解を容易にするた
め、第１図に示した実施例の符号を引用して説明する。

すなわち、本発明は、被駆動機器Ｐの本体一部９にベア
リング７を介して回転可能に嵌装され、且つ駆動源のベ
ルト駆動により回転力を入力するプーリ付ロータ３と、
プーリ付ロータ３と対向して被駆動機器Ｐの回転軸に固
着されるアーマチュア４と、プーリ付ロータ３とアーマ
チュア４とを磁化して両者を摩擦係合させる励磁コイル
６ａとを備えてなる電磁クラッチにおいて、プーリ付ロ
ータ３は、アーマチュア４と対向する摩擦係合面３ｂ’
　を有するクラッチ部３ｂと、クラッチ部３ｂの外周に
配設されるプーリ部３ａと、クラッチ部３ｂの摩擦係合
面３ｂ’と反対側に突設してベアリング７を嵌装保持す
る内側円筒部３ｃと、内側円筒部３ｃの外側にこの内側
円筒部３ｃと同心的に配置される外側円筒部３ｄとで構
成し、クラッチ部３ｂ、プーリ部３　ａ　を内側円筒部
３ｃは磁性部材で一体に成形した一体型成形体よりなり
、一方、外側円筒部３ｄは前記一体型成形体と予め別体
に成形された磁性環状部材を前記一体型成形体に固着し
てなり、且つ前記内側円筒部３Ｃの外周と外側円筒部３
ｄの内周との間に前記励磁コイル６ａを介在させて、前
記内側円筒部３ｃと外側円筒部３ｄとが励磁コイル６ａ
の磁気回路の一部を構成するように設定する。

〔作用〕

このような構成よりなる電磁クラッチは、励磁コイル６
ａを励磁すると、プーリ付ロータ３に設けた内側円筒部
３ｏ及び外側円筒部３ｄと共にクラッチ部３ｂ及びアー
マチュア４が磁気回路を構成して、プーリ付ロータ３の
クラッチ部３ｂの摩擦係合面３ｂ’にアーマチュア４が
吸着し、駆動源のベルト回転力がプーリ付ロータ３及び
アーマチュア４を介して被駆動機器Ｐの回転軸１０側に
伝達される。しかして、ベルトから受けるテンション（
回転トルク）は、プーリ部３ａ、クラッチ部３ｂ、ベア
リング７を嵌装保持する内側円筒部３ｃに加わるが、磁
気回路を形成する外側円筒部３ｄには、構造上直接加わ
らない。このため、テンションを受ける各部材３ａ、３
ｂ、３ｃが一体に形成されているため、必要最少限の肉
厚構造でも剛性的に優れたクラッチ入力回転体となり得
る。

また１本発明によれば、励磁コイル６ａの励磁作用に基
づく磁気回路の一部を外側円筒部３ｄがプーリ部３ａに
代って構成するので、プーリ部３ａを磁気回路と兼用さ
せる必要性がなくなり、その結果、プーリ部３ａを励磁
コイル６ａと常に対向配置する必要性がなくなり、プー
リ部３ａの配置上の制約を取り払うことができる。すな
わち、プーリ部３ａを第１図の如くクラッチ部３ｂを基
準にして励磁コイル６ａと反対側に配置したり、或いは
、励磁コイル６ａ側に並置することもでき、プーリ部３
ａの設計上の自由度を確保し得る。また、プーリ径を大
きくしても、その肉厚を従来の如く厚くする必要性がな
くなる。従って、搭載車種に応じたプーリ配置及びプー
リ径を任意に設計できる。しかも、プーリ部３ａ、クラ
ッチ部３ｂ及び内側円筒部３ｃからなる一体型成形体も
外側円筒部と別体成形されるので、一体型成形体の形状
が比較的単純構造をなし、成形加工が容易に行い得、成
形加工の向上化を図り得る。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づき説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例たる電磁クラッチの取付状
態を表わす断面図、第２図は上記電磁クラッチのプーリ
付ロータの断面図、第３図（ａ）。

（ｂ）は、第２図のＡ部拡大断面図、第４図（ａ）〜（
ｅ）は、上記プーリ付ロータの製造工程を表わす斜視図
、第５図及び第６図はプーリ付ロータの他の態様を示す
断面図である。

第１図において、１は電磁クラッチで、本実施例におけ
る電磁クラッチ１は、車両空調用圧縮機に適用されるも
のを例示する。電磁クラッチ１は。

大別すると、圧縮機Ｐの回転軸１０に結合されたハブ（
出力回転体）２と、駆動源である自動車用エンジンに多
重Ｖベルト（図示せず）により連結されたプーリ付ロー
タ（入力回転体）３と、このロータ３と相対向する位置
に配置されたアーマチュア４と、このアーマチュア４を
ハブ２に結合するための板ばね５と、ロータ３とアーマ
チュア４とを摩擦係合させるための励磁装置６等から構
成されている。

プーリ付ロータ３は、アーマチュア４に対向する摩擦係
合面を有するクラッチ部３ｂと、クラッチ部３ｂの外周
に配置されるプーリ部３ａと、クラッチ部３ｂの摩擦係
合面３ｂ’と反対側に突設してベアリング７を嵌装保持
する内側円筒部３ｃと、内側円筒部３ｃより大径でこの
内側円筒部３ｃと同心的に配置される外側円筒部３ｄと
で構成され、且つ、これらのロータ要素の中で、プーリ
部３ａ、クラッチ部３ｂ、内側円筒部３ｃは磁性材料で
一体的に成形され、且つ外側円筒部３ｄは、ロータ要素
３ａ、３ｂ、３ｃの一体型成形体とは別個に磁性材料で
成形される。そして、外側円筒部３ｄはロータ要素３ａ
、３ｂ、３ｃの一体型成形体に、圧入、塑性結合、溶接
等により固定される。そして、このようにして構成され
るプーリ付ロータ３が圧縮機Ｐのハウジング８一端に設
けた円筒突起部９の外周にベアリング７を介して回転可
能に嵌装される。

また、プーリ部３ａは円筒状を呈し、その外周に多重小
形Ｖ溝３ａ’が形成され、このＶ溝３ａ’に多重Ｖベル
トが掛けられる。ベアリング７の外輪７ａは、内側円筒
部３ｃの内周に、内輪７ｂは円筒突起部９の外周に位置
決め固定されている。

励磁装置６は、励磁コイル６とコイル６の内外周に配置
されるコの字形のコア６ｂとで構成され。

この励磁装置６はロータ３の内側円筒部３ｃの外周と外
側円筒部３ｄの外周との間に微小ギャップを保ちつつ介
在され、且つ取付具１１により圧縮機Ｐのハウジング８
一端に固定されている。１２は磁気回路の経路を決める
ための長穴である。

以上構成された電磁クラッチは次のように作動する。励
磁装置６に内装された励磁コイル６ａが通電されると、
この励磁コイル６ａの起磁力により励磁装置６のコア６
ｂと、ロータ３の内側円筒部３ｃ→クラツチ部３ｂ→ア
ーマチュア４→クラッチ部３ｂ→励磁装置６のコア６ｂ
と、外側円筒部３ｄの磁気回路に沿って磁束が発生し、
アーマチュア４を板ばね５のばね力に抗してロータ３の
クラッチ部３ｂに吸着し摩擦係合させる。これによって
、ロータ３に伝えられている駆動源に動力をアーマチュ
ア４→板ばね５→ハブ２→回転軸１０の経路で伝達し圧
縮機Ｐを作動させる。励磁コイル６ａの非通電時には、
板ばね５のばね力によりアーマチュア４をクラッチ部３
ｂから開離した状態を保持する様に作動する。

しかして、本実施例によれば、ベルトから受けるテンシ
ョン（回転トルク）は、プーリ部３ａ。

クラッチ部３ｂ、ベアリング７を嵌装保持する内側円筒
部３ｃに加わるが、磁気回路を形成する外側円筒部３ｄ
には直接加わらない。このため、テンションを受ける各
部材３ａ、３ｂ、３ｃが一体に形成されているため、必
要最少限の肉厚構造でも剛性的に優れたクラッチ入力回
転体となり得る。

また、電磁コイル６ａの励磁作用に基づく磁気回路の一
部を外側円筒部３ｄがプーリ部３ａに代って構成するの
で、プーリ部３ａを磁気回路に兼用させる必要性がなく
なり、その結果、プーリ部３ａを励磁コイル３ａと常に
対向配置する必要性がなくなり、プーリ部３ａの配置上
の制約を取り払うことができる。すなわち、プーリ部３
ａを第１図に示す如くクラッチ部３ｂを基準にして励磁
コイル６ａ（外側円筒部３ｄ）と反対側に配置したり、
或いは、第５図に示す如くプーリ部３ａを外側円筒部３
ｄと同方向に並置したり、第６図に示す如く双方向にプ
ーリ部３ａを配置でき、プーリ部３ａの配置性の自由度
を確保し得ると共に、プーリ径を大きくしても、その肉
厚を従来の如く厚くする必要性がなくなる。従って、搭
載車種に応じたプーリ配置及びプーリ径を任意に設計で
きる。しかも、プーリ部３ａ、クラッチ部３ｂ及び内側
円筒部３ｃからなる一体型成形体も外側円筒部３ｄと別
体成形されるので、一体成形体の形状が比較的単純構造
をなし、成形加工が容易に行い得、成形加工性の向上化
を図り得る。

上述のように電磁クラッチのプーリ径とプーリ部配置性
は、搭載車両により容易に変更することができる。

次にプーリ付ロータ３の製造方法を第４図（ａ）から（
ｅ）に基づき説明する。第４図に示すように、先ず、鉄
板により中心部に円形穴を設けた円板状に素材を打抜く
（ａ）。次に冷間鍛造により円筒状のプーリ部３ａと内
側円筒部３ｃを押出し成形する（ｂ）。このとき、プー
リ部３ａ、内側円筒部３ｃ、クラッチ部３ｂは、はぼ近
い肉厚に成形される。次に、上記部材のクラッチ部３ｂ
に円弧状穴１２を打抜き、更に、プーリ部３ａ外面に転
造により多重Ｖ溝プーリ部３ａ’　を形成する（ｃ）。

一方、外側円筒部３ｄは、引抜きパイプ材等から（ｄ）
のように切断され、上記（ｃ）に図示される如くクラッ
チ部３ｂの裏側段付部１３に、外側円筒部３ｄが圧入、
塑性結合、溶接等により固着され完成される（ｅ）。

以上のような製造法によれば、比較的簡単な工程により
、素材の歩留りも良くプーリ付ロータを製造することが
出来る。また、プーリ部３ａとベアリング７を収納する
内側円筒部３ｃとを同一部材で同時成形するため同心度
の精度が向上する。

更に、プーリＶ溝転造前の状態では、プーリ部３ａ内周
に大きな空間ができるため（換言すれば。

外側円筒部３ｄを別体としたため）プーリ部３ａ内周の
面を転造コマの受面として使用出来るので転造精度が向
上する。

その他の効果としては、プーリ付ロータ３が冷間鍛造加
工で、部材の硬度が高められるので、耐摩耗性に優れる
。また外側円筒部３ｄが別体であるため、摩擦面の長穴
１２のレイアウトを、外側円筒部３ｄの内周径より大き
くすることができ、被駆動機への伝達トルク性能が向上
する。更に外側円筒部３ｄの材質と入力回転部材の材質
を異質にすることができるため、外側円筒部に磁気性能
のよい極低炭素鋼を使用でき、磁気抵抗が減少しトルク
性能が向上する。

次に、プーリ付ロータ３の本体に外側円筒部３ｄを固定
するのに好適な塑性結合方法について第３図（ａ）、（
ｂ）により説明する。外側円筒部３ｄの圧入側端部近く
にＶ字状等の数条の溝１４が形成され、クラッチ部３ｄ
の裏面段付部１３に圧入される（ａ）。次に、外側円筒
部３ｄの外周近傍のクラッチ部３ｂの一部１５を環状の
ダイにより加圧塑性変形させることにより、プーリ付ロ
ータ３のクラッチ部３ｂを外側円筒部３ｄの溝１４に流
動させることにより両部材を強固に塑性結合させる。本
結合方式によれば、両部材の接合面積が増加するため、
単なる圧入に比し機械的強度だけでなく磁気抵抗が減少
し、性能が向上する。また、加工時、プーリ付ロータ３
．外側円筒部３ｄに熱を加えないので、接合による変形
が溶接等より少ないので、寸法精度が向上する。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、電磁クラッチのプーリ付
ロータのクラッチ部、プーリ部、内側円筒部を一体成形
することにより、ベルトテンションに対して剛性があり
、且つ外側円筒部を用い、且つこれを別体にすることに
より、プーリ径及びプーリ配置性に自由度があり、製造
作業性に優れた電磁クラッチを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電磁クラッチの断面図
、第２図は上記実施例に用いるプーリ付ロータの断面図
、第３図（ａ）、（ｂ）は第２図のＡ部拡大断面図、第
４図（ａ）〜（ｅ）は上記プーリ付ロータの製造工程を
示す説明図、第５図及び第６図は上記プーリ付ロータの
他の例を示す断面図である。１・・・電磁クラッチ、３・・・プーリ付ロータ、３ａ
・・・プーリ部、３ｂ・・・クラッチ部、３ｂ’・・・
摩擦係合面、３ｃ・・・内側円筒部、３ｄ・−・外側円
筒部（磁性環状部材）、４・−・アーマチュア、６ａ・
・・励磁コイル、７・・・ベアリング、９・−・被駆動
機器の本体一部（円筒突起部）、１０・・・回転軸、Ｐ
・・・被駆動機器第１　閃乙ａ　　−一一屑力Ｉｔａコイルクー−−べ７リンゲＩＯ−回転部ｒ　−一一構（釦拭きｖ）４区第５ｒｉＪ尊ム図

Claims

【特許請求の範囲】

１．　被駆動機器の本体一部にベアリングを介して回転
可能に嵌装され、且つ駆動源のベルト駆動により回転力
を入力するプーリ付ロータと、前記プーリ付ロータと対
向して前記被駆動機器の回転軸に固着されるアーマチユ
アと、前記プーリ付ロータと前記アーマチユアとを磁化
して両者を摩擦係合させる励磁コイルとを備えてなる電
磁クラツチにおいて、前記プーリ付ロータは、前記アー
マチユアと対向する摩擦係合面を有するクラッチ部と、
前記クラツチ部の外周に配設されるプーリ部と、前記ク
ラツチ部の摩擦係合面と反対側に突設して前記ベアリン
グを嵌装保持する内側円筒部と、前記内側円筒部の外側
に該内側円筒部と同心的に配置される外側円筒部とで構
成され、前記クラツチ部、プーリ部、内側円筒部は磁性
部材で一体に成形した一体型成形体よりなり、一方、前
記外側円筒部は前記一体型成形体と予め別体に成形され
た磁性環状部材を前記一体型成形体に固着して形成し、
且つ前記内側円筒部の外周と前記外側円筒部の内周との
間に前記励磁コイルを介在させて、前記内側円筒部と前
記外側円筒部とが前記励磁コイルの磁気回路の一部を構
成するように設定してなることを特徴とする電磁クラツ
チ。