WO2015136912A1

WO2015136912A1 - 摩擦クラッチ

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Publication number: WO2015136912A1
Application number: PCT/JP2015/001272
Authority: WO
Inventors: 恵次石川; 貴之広瀬; 多田　世史紀
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2015-09-17
Also published as: DE112015001189T5; US9835205B2; US20170016488A1; JP2015172374A; JP6256119B2

Abstract

　電磁クラッチ（２０）では、ロータ（３０）は、アーマチャ（４０）の径方向外側端部に対して径方向外側から覆っているカバー部（３１ｂ）を備える。カバー部（３１ｂ）、アーマチャ（４０）の径方向外側端部（４０ｂ）、およびロータ（３０）の壁（３３ａ）は、回転軸（２ａ）を中心とするリング状に形成されて軸線方向第１端側に開口して、壁（４０ａ、３３ａ）の間の摩擦によって生じる摩耗粉を排出するための排出通路（９０）を区画している。カバー部（３１ｂ）は、排出通路（９０）のうち回転軸（２ａ）の軸心に直交する断面の面積が軸線方向第１端側に向かうほど大きくなる形状を有しているテーパ面（１００）を備える。電磁クラッチ（２０）において、排出通路（９０）を通して摩耗粉を遠心力により排出し易くする。

Description

摩擦クラッチ

関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１４年３月１１日に出願された日本特許出願２０１４－０４７４２３を基にしている。

　本開示は、摩擦クラッチに関するものである。

　従来、この種のクラッチとして、エンジン等の外部動力源からベルト等を介してカーエアコン用圧縮機に回転駆動力を伝達するための電磁クラッチがある（例えば、特許文献１参照）。

　このものにおいては、ステータの電磁コイルに通電されることにより、ロータおよびハブのアーマチャを磁気が通過する磁気回路が形成される。これに伴い、磁気回路によって生じる電磁力でハブのアーマチャがロータに吸引される。このため、アーマチャおよびロータが接触してアーマチャおよびロータの接触面（以下、摩擦面という）に摩擦が生じる。このため、外部動力源からベルト等を介して伝達される駆動力によってロータ、アーマチャ、および回転軸が供回りする。つまり、クラッチがオンして、外部動力源からベルト等を介して伝達される駆動力がロータおよびハブを通して、カーエアコン用圧縮機に伝達される。

　一方、ステータの電磁コイルへの通電を停止することで電磁力が消滅する。このため、ハブを構成するアウタ金具とインナ金具の間にあるゴム部材の復帰力によってアーマチャはロータから離れる。つまり、クラッチがオフして、外部動力源からロータおよびハブを通してカーエアコン用圧縮機に動力が伝達されることが停止される。

　近年、車両メーカから燃費向上を目的に、電磁クラッチの小型化、軽量化の要求があり、電磁クラッチの軸方向寸法を短くすることや、ロータの径方向寸法を短くすることが求められている。この場合、ロータの摩擦面およびアーマチャの摩擦面の摩耗により発生する摩耗粉が残留して、排出され難くなる場合がある。

特開平６－１９３６５３号公報

　本開示は上記点に鑑みて、摩耗粉を排出できるようにした摩擦クラッチを提供することを目的とする。

　本開示の一態様によると、摩擦クラッチは、ロータとアーマチャを備える。ロータは、回転軸を中心として回転自在であり、ベルトが掛けられる溝を有する溝形成部と、溝形成部に対して回転軸を中心とする径方向内側に配置されて回転軸の軸線方向第１端側に第１の壁を有する壁形成部とを備える。アーマチャは、ロータに対して軸線方向第１端側に配置されて回転軸に支持されて、第１の壁に対向する第２の壁を有する。第１、第２の壁が接触し、駆動源からベルトを介して回転力が伝達されたとき、第１、第２の壁の間に生じる摩擦によってロータ、アーマチャ、および回転軸が供回りする。溝形成部は、アーマチャの径方向外側に位置してアーマチャの径方向外側端部を覆うカバー部を備え、カバー部、アーマチャの径方向外側端部、および第１の壁は、回転軸を中心とするリング形状を有して軸線方向第１端側に開口する排出通路を区画している。カバー部は、排出通路のうち回転軸に直交する断面の面積が軸線方向第１端側に向かうほど大きくなる形状を有しているテーパ面を備える。

　以上により、第１の壁の摩擦面と第２の壁の摩擦面との摩耗により生じる摩耗粉を排出通路から遠心力により排出することができる。

本開示の一実施形態における電磁クラッチを有する車両用空調装置の冷凍サイクル装置を示す概略図である。上記施形態における電磁クラッチの断面図である。上記施形態における電磁クラッチを軸線方向第１端側から視た図である。上記施形態における電磁クラッチの一部分を示す断面図である。上記実施形態の第１変形例の電磁クラッチの一部分を示す断面図である。上記実施形態の第２変形例の電磁クラッチの一部分を示す断面図である。上記実施形態の第３変形例の電磁クラッチの一部分を示す断面図である。上記実施形態の第４変形例の電磁クラッチの一部分を示す断面図である。上記実施形態の第５変形例の電磁クラッチの一部分を示す断面図である。上記実施形態の摩耗粉排除の実験結果を示す図である。本開示の比較例の電磁クラッチの一部を示す断面図である。

　電磁クラッチを小型化、軽量化するため、電磁クラッチの軸方向寸法を短くすることや、ロータの径方向寸法を短くすることが考えられる。例えば、ロータのうちベルトが掛けられるＶ溝の位置を変更せずに、電磁クラッチの軸方向寸法を短くすると、図１１に示すように、ロータ３０Ａがアーマチャ４０Ａの径方向外側を覆っている。特に、ロータ３０Ａの径方向寸法を小さくすると、アーマチャ４０Ａおよびロータ３０Ａの間の径方向の距離Ｓ１が短くなる。これに伴い、アーマチャ４０Ａおよびロータ３０Ａの間の隙間９０Ａが小さくなる。ここで、ロータ３０Ａの摩擦面およびアーマチャ４０Ａの摩擦面の摩耗により摩耗粉が発生するものの、上述の如く、隙間９０Ａが小さくなると、隙間９０Ａ内に摩耗粉が残留して隙間９０Ａから摩耗粉が排出され難くなる。

　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。

　図１は、本実施形態の摩擦クラッチの一例である電磁クラッチが適用された車両用空調装置の冷凍サイクル装置１の全体構成図である。

　冷凍サイクル装置１は、圧縮機２、放熱器３、膨張弁４、および、蒸発器５を接続したものである。圧縮機２は、冷媒を吸入して圧縮する。放熱器３は、圧縮機２の吐出冷媒を放熱させる。膨張弁４は、放熱器３から流出される冷媒を減圧膨張させる。蒸発器５は、膨張弁４にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる。

　圧縮機２は、車両のエンジンルームに設置されている。圧縮機２は、走行用駆動源の一例として用いられるエンジン１０から電磁クラッチ２０を介して与えられる回転駆動力によって圧縮機構を駆動させることにより、蒸発器５から冷媒を吸入して圧縮する。

　なお、圧縮機構としては、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構、あるいは、外部からの制御信号によって吐出容量を調整可能に構成された可変容量型圧縮機構のいずれを採用してもよい。

　本実施形態の摩擦クラッチの一例である電磁クラッチ２０は、圧縮機２に連結されたプーリ一体型の電磁クラッチである。電磁クラッチ２０は、エンジン側プーリ１１からＶベルト１２を介して与えられるエンジン１０の回転駆動力を圧縮機２に伝達する。エンジン側プーリ１１は、エンジン１０の回転駆動軸に連結されているものである。

　電磁クラッチ２０は、ロータ３０およびアーマチャ４０を備える。ロータ３０はエンジン１０からのＶベルト１２を介して与えられる回転駆動力によって回転する駆動側回転体を構成する。アーマチャ４０は、圧縮機２の回転軸２ａに連結された従動側回転体を構成する。電磁クラッチ２０は、ロータ３０とアーマチャ４０との間を連結あるいは分離することで、エンジン１０から圧縮機２への回転駆動力の伝達を断続するものである。

　つまり、電磁クラッチ２０がロータ３０とアーマチャ４０とを連結すると、エンジン１０の回転駆動力が圧縮機２に伝達されて、冷凍サイクル装置１が作動する。一方、電磁クラッチ２０がロータ３０とアーマチャ４０とを離すと、エンジン１０の回転駆動力が圧縮機２に伝達されることはなく、冷凍サイクル装置１も作動しない。

　次に、本実施形態の電磁クラッチ２０の詳細構成について図２を用いて説明する。

　図２は、電磁クラッチ２０の軸方向断面図である。この軸方向断面図は、電磁クラッチ２０において圧縮機２の回転軸２ａの軸心を含んで、かつ軸心に沿う断面図である。図３は電磁クラッチ２０を圧縮機２の回転軸２ａの軸線方向第１端側から視た図である。

　図２に示すように、電磁クラッチ２０は、ロータ３０を備える。ロータ３０は、外側円筒部３１、内側円筒部３２、および、端面部３３を有している。

　外側円筒部３１は、圧縮機２の回転軸２ａの軸心（図２中一点鎖線）を中心線とする円筒形状を有している。外側円筒部３１は、磁性材（例えば、鉄）にて形成されている。外側円筒部３１は、Ｖベルト１２が掛けられるＶ溝３１ａ（溝）を有する溝形成部の一例として用いられてもよい。Ｖ溝３１ａは、外側円筒部３１のうち軸心を中心線とする径方向において外周側に設けられている。

　内側円筒部３２は、外側円筒部３１に対して回転軸２ａの軸心を中心線とする径方向内周側に配置されて回転軸２ａの軸心を軸心とする円筒形状を有している。内側円筒部３２は、磁性材（例えば、鉄）によって形成されている。

　内側円筒部３２の内周側には、ボールベアリング３４の外輪３４ａが固定されている。ボールベアリング３４は、圧縮機２の外殻を構成するハウジング２ｃに対して、回転軸２ａの軸心を中心線としてロータ３０を回転自在に固定するものである。そのため、ボールベアリング３４の内輪３４ｂは、圧縮機２のハウジング２ｃに対してスナップリング等によって固定されている。ボールベアリング３４の内輪３４ｂは、圧縮機２のハウジング２ｃに設けられたハウジングボス部２ｂに対して径方向外側に配置されている。ハウジングボス部２ｂは、圧縮機２の回転軸２ａの軸心を中心線とする円筒形状に形成されている。

　端面部３３は、外側円筒部３１の回転軸方向第１端側と内側円筒部３２の回転軸方向第１端側との間に亘って設けられている。端面部３３は、回転軸２ａの軸心を中心とするリング状に形成されている。

　具体的には、端面部３３は、リング部材６０、６１、６２を備える。リング部材６０、６１、６２は、それぞれ、回転軸２ａの軸心を中心するリング状に形成されている。

　本実施形態のリング部材６０は、リング部材６１に対して径方向外側に配置されている。リング部材６１は、リング部材６２に対して径方向外側に配置されている。リング部材６０、６１、６２は、それぞれ、磁性材（例えば、鉄）によって形成されている。

　リング部材６０、６１の間には、非磁性の金属材料からなる非磁性部６６が配置されている。非磁性部６６は、回転軸２ａの軸心を中心とするリング状に形成されて、リング部材６０、６１の間を結合している。

　リング部材６１、６２の間には、非磁性の金属材料からなる非磁性部６７が配置されている。非磁性部６７は、回転軸２ａの軸心を中心とするリング状に形成されて、リング部材６１、６２の間を結合する。

　本実施形態の非磁性部６６、６７を構成する材料としては、ＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）、或いは銅等の非磁性の金属材が用いられる。また、非磁性部６６、６７としては、非磁性の金属材に代えて、円弧状に形成される空隙を設けてもよい。

　本実施形態の外側円筒部３１と端面部３３のリング部材６０とが繋がっており、端面部３３のリング部材６２と内側円筒部３２とが繋がっている。そして、外側円筒部３１、端面部３３のリング部材６０、６１、６２、および内側円筒部３２は、後述するように、磁気回路Ｍａを構成する。

　また、端面部３３のうち軸線方向第１端側には、回転軸２ａの軸心に直交する壁３３ａが設けられている。壁３３ａは、後述するように、アーマチャ４０と接触する摩擦面を有する第１の壁の一例として用いられても良い。端面部３３は、第１の壁を有する壁形成部の一例として用いられても良い。そこで、本実施形態では、端面部３３の非磁性部６６のうち軸線方向第１端側には、端面部３３の摩擦係数を増加させるための摩擦部材３５が配置されている。摩擦部材３５は、回転軸２ａの軸心を中心とするリング状に形成されている。摩擦部材３５は、非磁性材で形成されており、具体的には、アルミナを樹脂で固めたものや、金属粉末（例えば、アルミニウム粉末）の焼結材を採用できる。

　アーマチャ４０は、ロータ３０の端面部３３に対して軸線方向第２端側に配置されている。具体的には、アーマチャ４０は、回転軸２ａに直交する方向に広がるとともに、中央部にその表裏を貫通する貫通穴が設けられたリング状の板部材である。アーマチャ４０の回転中心は、回転軸２ａの軸心に一致している。

　アーマチャ４０は、リング部材８０、８１から構成されている。リング部材８０、８１は、回転軸２ａの軸心を中心するリング状に形成されている。本実施形態のリング部材８０は、リング部材８１に対して回転軸２ａの軸心を中心とする径方向内側に配置されている。そして、リング部材８０、８１は、それぞれ、磁性材（例えば、鉄）によって形成されている。

　リング部材８０、８１の間には、非磁性の金属材料からなる非磁性部８３が配置されている。非磁性部８３は、回転軸２ａの軸心を中心とするリング状に形成されたもので、リング部材８０、８１の間を接続する。本実施形態の非磁性部８３を構成する材料としては、ＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）や、銅の非磁性の金属材が用いられる。なお、非磁性部８３としては、非磁性の金属材に代えて、円弧状に形成される空隙を設けてもよい。

　本実施形態のアーマチャ４０に対して回転軸２ａに対して径方向外側には、後述するように、摩耗粉を排出するための排出通路９０が設けられている。排出通路９０は、回転軸２ａの軸心を中心とするリング状に形成されている。なお、排出通路９０の形状については後述する。

　アーマチャ４０のうち軸線方向第２端側には、回転軸２ａの軸心に直交している壁４０ａが設けられている。壁４０ａは、ロータ３０の端面部３３の壁３３ａに対向する第２の壁の一例として用いられても良い。壁４０ａは、後述するように、ロータ３０の端面部３３の壁３３ａと接触する摩擦面を有している。

　電磁クラッチ２０は、ハブ４２を備える。ハブ４２は、アーマチャ４０とともに、アウタ金具４３およびインナ金具４４を備える。アウタ金具４３は、アーマチャ４０に対して軸線方向第１端側に配置されている。アウタ金具４３は、回転軸２ａの軸心に中心とするリング状に形成されている。アウタ金具４３およびアーマチャ４０の間は、複数の締結部４５によって固定されている。締結部４５は、カシメ等によってアウタ金具４３およびアーマチャ４０の間を固定するものである。図３には、４つの締結部４５が示されている。インナ金具４４は、アウタ金具４３に対して回転軸２ａの軸心を中心とする径方向内側に配置されている。

　インナ金具４４は、インナ円筒部４４ａ、リング部４４ｂ、およびインナ嵌合部４４ｃを備える。インナ円筒部４４ａは、回転軸２ａの軸心を中心とする円筒状に形成されている。インナ嵌合部４４ｃは、インナ円筒部４４ａに対して回転軸２ａの軸心を中心とする径方向内側に配置されて、回転軸２ａの軸心を中心とする円筒状に形成されている。インナ嵌合部４４ｃの中空部には、回転軸２ａが嵌合されている。リング部４４ｂは、リング状に形成されて、かつインナ円筒部４４ａの軸線方向第２端側およびインナ嵌合部４４ｃの軸線方向第１端側の間を結合している。インナ金具４４のリング部４４ｂは、軸線方向第１端側に開口するネジ穴４７ａを有している。そして、ボルト４７がネジ穴４７ａを貫通した状態で圧縮機２の回転軸２ａのネジ穴２ｄにボルト４７が締め付けられることによって、インナ金具４４が回転軸２ａに固定されている。つまり、ハブ４２がボルト４７によって回転軸２ａに固定されている。

　本実施形態のアウタ金具４３およびインナ金具４４の間には、弾性部材である円筒状のゴム４６が加硫接着されている。このゴム４６の材質としては、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合ゴム）等を採用できる。

　これにより、アーマチャ４０、ハブ４２、圧縮機２の回転軸２ａが連結され、ロータ３０とアーマチャ４０が連結されると、アーマチャ４０、ハブ４２、および圧縮機２の回転軸２ａがロータ３０とともに回転する。

　また、ゴム４６は、ハブ４２に対してロータ３０からアーマチャ４０が離れる方向に弾性力を作用させている。この弾性力により、ロータ３０とアーマチャ４０が離れた状態では、ハブ４２に連結されたアーマチャ４０の壁４０ａとロータ３０の壁３３ａとの間に予め定めた所定間隔の隙間が設けられる。

　電磁クラッチ２０は、電磁コイル５１、およびステータハウジング５２を備える。電磁コイル５１は、ロータ３０の外側円筒部３１と内側円筒部３２との間に配置されて、回転軸２ａの軸心を中心とするリング状に形成されている。本実施形態の電磁コイル５１は、銅、アルミニウム等からなるワイヤが樹脂製スプールに複列・複層に巻き付けることにより構成されている。本実施形態の電磁コイル５１は、ステータハウジング５２に対して嵌合・締結等により固定されている。

　本実施形態のステータハウジング５２は、磁性材（例えば、鉄）にて形成されたもので、圧縮機２のハウジング２ｃに対してスナップリングなどの固定具によって固定されている。ステータハウジング５２は、回転軸２ａの軸心を中心とするリング状であり、かつ径方向内側、径方向外側、および軸線方向第２端側から電磁コイル５１を囲むように断面コ字状に形成されている。電磁コイル５１およびステータハウジング５２は、ハウジング２ｃに対して固定されている。

　ここで、ステータハウジング５２とロータ３０の内側円筒部３２との間には隙間が設けられている。ステータハウジング５２とロータ３０の外側円筒部３１との間には隙間が設けられている。また、図１の制御装置６は、エアコンＥＣＵ（電子制御装置）から出力される制御信号に基づいて、電磁コイル５１への通電を制御する。

　次に、本実施形態の排出通路９０の詳細について図４を参照して説明する。

　排出通路９０は、ロータ３０の壁３３ａとロータ３０のカバー部３１ｂとアーマチャ４０の径方向外側端部４０ｂとの間に区画されている。カバー部３１ｂは、外側円筒部３１に設けられたもので、前記アーマチャの前記径方向外側に位置している。カバー部３１ｂは、アーマチャ４０の径方向外側端部４０ｂを回転軸２ａに対して径方向外側から覆っている。カバー部３１ｂのうち径方向内側には、テーパ面１００および平行面１０１が設けられている。テーパ面１００（広がり面）は、排出通路９０のうち回転軸２ａの軸心に直交する断面の面積が軸線方向第１端側に向かうほど大きくなるように傾斜している。平行面１０１は、テーパ面１００および壁３３ａの間に設けられたもので、軸線方向に平行である。

　次に、本実施形態の電磁クラッチ２０の作動について説明する。

　まず、制御装置６が電磁コイル５１に対して通電を実施していないときには、ゴム４６の弾性力によって、アーマチャ４０とロータ３０との間に隙間が設けられる。つまり、電磁クラッチ２０がオフ状態になる。

　次に、制御装置６が電磁コイル５１に対して通電を開始する。このとき、ステータハウジング５２、アーマチャ４０、およびロータ３０を磁束が通過する磁気回路が形成される。この磁気回路によって生じる磁力は、ロータ３０とアーマチャ４０とを連結させる吸引磁力となっている。このため、磁気回路から生じる磁力によって、ロータ３０とアーマチャ４０とを連結させることができる。すなわち、電磁クラッチ２０がオン状態になる。このとき、エンジン側プーリ１１からＶベルト１２を介して伝達されるエンジン１０の回転駆動力によって、ロータ３０の摩擦面とアーマチャ４０の摩擦面との間に摩擦が生じる。これにより、エンジン側プーリ１１からＶベルト１２を介して伝達される回転駆動力によって、ロータ３０、アーマチャ４０、ハブ４２、および回転軸２ａが、それぞれ、供回りする。すなわち、電磁クラッチ２０によってエンジン１０からの回転駆動力を圧縮機２に伝達できる。つまり、電磁クラッチ２０がオン状態になる。

　その後、制御装置６が電磁コイル５１に対する通電を終了する。このため、磁気回路が形成されなくなり、吸引磁力が消滅する。これにより、ゴム４６の弾性力によって、アーマチャ４０とロータ３０との間に隙間が設けられる。これにより、エンジン１０から圧縮機２への回転駆動力の伝達が停止される。つまり、電磁クラッチ２０がオフ状態になる。

　このように電磁クラッチ２０がオン状態、オフ状態を交互に繰り返す。これに伴い、ロータ３０の摩擦面およびアーマチャ４０の摩擦面が摩擦して、摩耗粉が生じるものの、この摩耗粉は、遠心力により、排出通路９０を通して軸線方向第１端側に排出される。

　以上説明した本実施形態によれば、電磁クラッチ２０では、アーマチャ４０は、ロータ３０に対して軸線方向第１端側に配置されて、かつ回転軸２ａに支持されて、壁３３ａに対向する壁４０ａを有する。ロータ３０は、回転軸２ａを中心とするリング状に形成されて回転軸２ａを中心とする径方向外側に設けられてベルト１２が掛けられるＶ溝３１ａを有する外側円筒部３１を備える。ロータ３０は、外側円筒部３１に対して径方向内側に配置されて、かつ回転軸２ａを中心とするリング状に形成されて回転軸２ａの軸線方向第１端側に壁３３ａを有する端面部３３を備える。ロータ３０は、圧縮機２のハウジング２ｃに対して回転軸２ａを中心とする回転自在に支持されている。アーマチャ４０の壁４０ａおよびロータ３０の壁３３ａは、それぞれ、摩擦面を有する。アーマチャ４０の壁４０ａおよびロータ３０の壁３３ａが接触した状態で、エンジン１０からＶベルト１２を介して伝達される回転力によって壁４０ａ、３３ａの間に摩擦が生じて、ロータ３０、アーマチャ４０、および回転軸２ａが供回りする。ロータ３０の外側円筒部３１は、アーマチャ４０の径方向外側端部に対して径方向外側から覆っているカバー部３１ｂを備える。カバー部３１ｂ、アーマチャ４０の径方向外側端部４０ｂ、およびロータ３０の壁３３ａは、回転軸２ａを中心とするリング状に形成されて軸線方向第１端側に開口して、壁４０ａの摩擦面と壁３３ａの摩擦面との摩擦によって生じる摩耗粉を排出するための排出通路９０を区画している。カバー部３１ｂは、排出通路９０のうち回転軸２ａの軸心に直交する断面の面積が軸線方向第１端側に向かうほど大きくなる形状を有しているテーパ面１００を備える。

　ここで、図１１に示すように、アーマチャ４０およびロータ３０の間の距離Ｓ１が短い場合において、アーマチャ４０およびロータ３０の間の隙間９０Ａに摩耗粉に残留すると、摩耗粉により磁気漏れが生じる。このため、ロータ３０とアーマチャ４０とを連結させる保持トルクを確保することができない。したがって、ロータ３０の摩擦面およびアーマチャ４０の摩擦面の間に滑りが発生する。また、隙間９０Ａに残留した摩耗粉がロータ３０の摩擦面およびアーマチャ４０の摩擦面に付着すると、ロータ３０の摩擦面およびアーマチャ４０の摩擦面の間に滑りが発生する。このようにロータ３０およびアーマチャ４０の間に滑りが発生すると、ロータ３０のおよびアーマチャ４０の間の摩擦によりロータ３０のおよびアーマチャ４０の温度が上昇して温度ヒューズが作動する。温度ヒューズは、電磁コイルを構成するコイル巻線に直列接続されている。このため、温度ヒューズの作動により電磁コイルが通電されなくなる。したがって、電磁クラッチのクラッチオン／オフが実施されなくなり、冷凍サイクル装置も作動しなくなる。

　これに対して、本実施形態では、カバー部３１ｂは、上述の如く、排出通路９０のうち回転軸２ａの軸心に直交する断面の面積が軸線方向第１端側に向かうほど大きくなる形状を有しているテーパ面１００を備える。したがって、壁４０ａの摩擦面と壁３３ａの摩擦面との摩擦によって生じる摩耗粉を排出通路９０を通して遠心力により軸線方向第１端側に排出することができる。したがって、摩耗粉が起因して、ロータ３０およびアーマチャ４０の間に滑りが発生することを未然に避けることができる。

　図５～図９のように、排出通路９０を設けてもよい。図５～図９において、図１、図４と同一符号のものは、同一のものを示し、その説明を省略する。

　図５において、カバー部３１ｂのうち径方向内側には、テーパ面１００、平行面１０１、および曲面部１０２が設けられている。図５中の曲面部１０２は、平行面１０１および壁３３ａの間に断面曲面状の凹みを有している。

　図６、図７において、カバー部３１ｂのうち径方向内側には、テーパ面１００、テーパ面１００ａ、および曲面部１０２が設けられている。テーパ面１００ａは、排出通路９０のうち回転軸２ａの軸心に直交する断面の面積が軸線方向第１端側に向かうほど大きくなるように傾斜している。テーパ面１００ａは、テーパ面１００および曲面部１０２の間に位置している。

　図６において、テーパ面１００ａと軸線方向との間で時計回り方向になすテーパ角度θは、２５°である。テーパ面１００のテーパ角度は、テーパ面１００ａのテーパ角度よりも大きくなっている。また、図７において、テーパ面１００ａと軸線方向との間で時計回り方向になすテーパ角度θは、５０°である。

　図８、図９のカバー部３１ｂにおいて、テーパ面１００および壁３３ａの間にテーパ面１００ａが設けられている。図８のカバー部３１ｂにおいて、テーパ面１００と軸線方向との間で時計回り方向になすテーパ角度θは、６０°である。また、図８のカバー部３１ｂにおいて、テーパ面１００と軸線方向との間で時計回り方向になすテーパ角度θは、７０°である。テーパ面１００のテーパ角度は、テーパ面１００ａのテーパ角度よりも大きくなっている。

　以下、図１０において、図５、図６、図７、図８、図９のそれぞれの排出通路９０について、摩耗粉の排除効果を確認するための検証実験の結果を示す。図１０において、縦軸を排出通路９０内に残った摩耗粉（具体的には、磁化鉄粉）の量とし、横軸をテーパ角度θとしている。

　プロットｄ１は、図５の排出通路９０を備える電磁クラッチ２０の実験結果である。プロットｄ２は、図６の排出通路９０を備える電磁クラッチ２０の実験結果である。プロットｄ３は、図７の排出通路９０を備える電磁クラッチ２０の実験結果である。プロットｄ４は、図８の排出通路９０を備える電磁クラッチ２０の実験結果である。プロットｄ５は、図９の排出通路９０を備える電磁クラッチ２０の実験結果である。

　図１０中のプロットｄ１～プロットｄ５から分かるように、テーパ面１００と軸線方向との間になすテーパ角度θを５０°以上にすることにより、排出通路９０の摩耗粉の残量を確実に減らすことができる。

　なお、図５の電磁クラッチ２０では、軸線方向に平行な平行面１０１が排出通路９０を構成しているので、図１０中のプロットｄ１のテーパ角度θを０°としている。

　上記実施形態では、磁気回路によって生じる磁力によってロータ３０とアーマチャ４０とを連結させる例について説明したが、これに代えて、磁力以外の力によって、ロータ３０とアーマチャ４０とを連結させるようにしてもよい。

　なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

Claims

　回転軸（２ａ）を中心として回転自在であり、前記回転軸を中心とする径方向外側にベルト（１２）が掛けられる溝（３１ａ）を有する溝形成部（３１）と、前記溝形成部に対して前記回転軸を中心とする径方向内側に配置されて前記回転軸の軸線方向第１端側に第１の壁（３３ａ）を有する壁形成部（３３）とを備えるロータ（３０）と、
　前記ロータに対して前記軸線方向第１端側に配置されて前記回転軸に支持されて、前記第１の壁に対向する第２の壁（４０ａ）を有するアーマチャ（４０）と、を備え、
　前記第１、第２の壁が接触し、駆動源（１０）から前記ベルトを介して回転力が伝達されたとき、前記第１、第２の壁の間に生じる摩擦によって前記ロータ、前記アーマチャ、および前記回転軸が供回りし、
　前記溝形成部は、前記アーマチャの前記径方向外側に位置して前記アーマチャの径方向外側端部（４０ｂ）を覆うカバー部（３１ｂ）を備え、
　前記カバー部、前記アーマチャの前記径方向外側端部、および前記第１の壁は、前記回転軸を中心とするリング形状を有して前記軸線方向第１端側に開口する排出通路（９０）を区画し、
　前記カバー部は、前記排出通路のうち前記回転軸に直交する断面の面積が前記軸線方向第１端側に向かうほど大きくなる形状を有している広がり面（１００）を備える摩擦クラッチ。
　前記ロータは、前記広がり面および前記第１の壁の間に断面曲面状の凹みを有する曲面部（１０２）を備える請求項１に記載の摩擦クラッチ。
　前記カバー部は、前記広がり面に対して前記軸線方向第２端側に配置されて前記回転軸の軸線方向に平行な平行面（１０１）を備える請求項１に記載の摩擦クラッチ。
　前記ロータは、前記カバー部の平行面および前記第１の壁の間に断面曲面状の凹みを有する曲面部（１０２）を備える請求項３に記載の摩擦クラッチ。