JP2002098170A

JP2002098170A - 電磁クラッチ

Info

Publication number: JP2002098170A
Application number: JP2000284511A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Tomimasu; 和宏冨増
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁コイルの磁力によりアマチュア板をロー
タの接触面に吸引してアマチュアとロータを一体結合さ
せ動力を伝達するようにした電磁クラッチにおいて、ア
マチュア板とロータ接触面との衝突音を低減すること。【解決手段】電磁コイル４の磁力によりアマチュア板
１１０をロータ６の接触面６ａに吸引してアマチュア９
とロータ６を一体結合させ動力を伝達するようにした電
磁クラッチである。アマチュア板１１０は、片面又は両
面にディンプル状、長穴状、溝状、網目状などの凹凸を
設けた複数枚の薄板金属１１１を積層して形成してあ
る。また、積層された薄板金属１１１は、その複数箇所
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｑ１、Ｑ２を溶接して貼り合わせて
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用空調装置
圧縮機などに用いられる電磁クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空調装置の圧縮機に装備された
従来の電磁クラッチの一例を図６に示してある。図６に
おいて、１は自動車用空調装置の圧縮機を示し、圧縮機
１は駆動力を断接するための電磁クラッチ２を有してい
る。電磁クラッチ２は、圧縮機１のフロントハウジング
５に締結して固定された電磁コイル４を内蔵したコイル
アッセンブリ３、外周部にベルトプーリ７を有し軸受け
８によって回転自在に支持されたロータ６、及びアマチ
ュア板１０と、圧縮機１の駆動軸１５に結合したハブ１
２とからなるアマチュア９等で構成されている。ロータ
６とコイルアッセンブリ３との間には若干の隙間があ
り、フロントハウジング５に固定されたコイルアッセン
ブリ３を、回転自在なロータ６が内包して組み立てられ
ている。

【０００３】アマチュア９のアマチュア板１０とハブ１
２とは、一端が複数のリベット１４によりハブ１２に接
続され、他端が複数のリベット１３によりアマチュア板
１０に接続されているアマチュア接続プレート１１を介
して、一体に結合されている。８は軸受である。

【０００４】以上のように構成された電磁クラッチ２を
装備した圧縮機１をもつ自動車用空調装置の運転スイッ
チＯＮにより、電磁クラッチ２の電磁コイル４が励磁さ
れると、電磁コイル４の磁力によりアマチュア９のアマ
チュア板１０がロータ６の接触面６ａに吸引され、アマ
チュア９とロータ６が一体結合状態となる。この電磁ク
ラッチ２の結合状態では、ロータ６のベルトプーリ７か
らの自動車用エンジンの動力がアマチュア板１０、ハブ
１２を介して圧縮機１の駆動軸１５に伝達されて、圧縮
機１が運転される。

【０００５】以上において、電磁クラッチ２の電磁コイ
ル４の磁力により吸引されるアマチュア板１０は、ロー
タ６の接触面６ａとの間の相対滑りを最少化するため接
触面６ａと高速で結合するが、この際、アマチュア板１
０とロータ６の接触面６ａは互いに金属であるため、ア
マチュア板１０と接触面６ａとの衝突音が発生して、車
内騒音が増大する問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電磁コイル
の磁力によりアマチュア板をロータの接触面に吸引して
アマチュアとロータを一体結合させ動力を伝達するよう
にした電磁クラッチにおいて、アマチュア板とロータと
が結合するときの衝突音を低減することを課題としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、電磁コイルの磁力によってロータに向けて吸
引されるアマチュア板を、片面又は両面に意図的な凹凸
を設けた複数枚の薄板金属を積層して形成した電磁クラ
ッチを提供する。

【０００８】本発明の電磁クラッチで採用するアマチュ
ア板においては、そのアマチュア板を構成する薄板金属
の片面又は両面に設けた凹凸によって各薄板金属の間に
微小な隙間が形成され、そこに空気層が存在している。
これによって、アマチュア板がロータの接触面に向けて
磁力で吸引され積層された薄板金属の各々が密着する際
に、各薄板金属に変形が生じてアマチュア板全体の厚み
が変化しクッション性を与えることができる。こうして
本発明の電磁クラッチで用いるアマチュア板はロータに
衝突したときの接触ばね定数が低くなっていて衝突音を
低減することができる。

【０００９】また、本発明の電磁クラッチが採用するア
マチュア板における複数枚の積層された薄板金属は、磁
力によってロータに向けて吸着されて変形するときに隣
り合う薄板金属同志が互いに接触して摩擦減衰を生じ
る。このように、本発明の電磁クラッチにおいては、ア
マチュア板がロータの接触面と当るとき、空気層による
クッション作用と、接触面における摩擦減衰とによっ
て、衝突音を低減することができる。

【００１０】本発明による電磁クラッチで採用する複数
枚の薄板金属の片面又は両面に意図的に設ける凹凸とし
ては、ディンプル状、長穴状、溝状、網目状などを採用
することができる。このように、薄板金属に設ける凹凸
の形、その大きさを選択することにより、積層された薄
板金属間に意図した大きさの微小な隙間による空気層を
形成させ衝突音を確実に低減することができる。

【００１１】また、本発明による電磁クラッチでは、前
記したように積層された薄板金属の複数箇所、例えば外
周部の複数箇所、を溶接して薄板金属を貼り合わせた構
造のアマチュア板を採用するのが好ましい。このよう
に、アマチュア板を形成する薄板金属の複数箇所を溶接
して貼り合わせた構造とすることによって、このアマチ
ュア板を介してロータからトルクを伝達する時、その複
数箇所の溶接と薄板金属の間の摩擦が衝突力を効果的に
摩擦減衰させることができ、衝突音をより良く低減させ
うるものとなる。

【００１２】本発明による電磁クラッチにおけるアマチ
ュア板を構成する薄板金属としては、各０．３〜１ｍｍ
厚のものを用いてよい。以上説明した本発明の電磁クラ
ッチは、自動車用空調装置圧縮機における圧縮機の駆動
軸に駆動力を伝達する駆動系に用いて好適である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による電磁クラッチ
を図１〜図４に示した実施の一形態に基づいて具体的に
説明する。図１及び図２において、１１０は、本発明の
実施の一形態による電磁クラッチに用いられるアマチュ
ア板を示している。このアマチュア板１１０は複数の薄
板金属１１１（厚さ０．３〜１．０ｍｍ程度）を積層し
た構造としてあり、その外周部の複数箇所（図の例では
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の３箇所）、及び内周部の複数箇所
（図の例ではＱ１、Ｑ２の２箇所）を溶接して貼り合わ
せている。

【００１４】アマチュア板１１０には、円周方向に間隔
を保って、アマチュア接続プレートとの接続用穴１１２
が複数個（図の例では３箇所）およびアマチュア板１１
０の歪み防止用長穴１１３が複数個（図の例では３箇
所）穿設されている。このアマチュア板１１０は、図６
に示された従来の電磁クラッチのアマチュア板１０と同
様に、アマチュア接続プレート１１を介してハブ１２と
一体に結合されてアマチュアを構成する。

【００１５】図３は薄板金属１１１が積層された箇所
（図２のＢ部）の拡大図である。本実施形態では薄板金
属１１１の各々に設けたディンプル１２０の重なり具合
によって薄板間に空気層１２１ができる。図４はドーナ
ツ状の薄板金属１１１に設ける凹凸の例をイメージで示
したものである。凹凸の高さや数に制約はない。図４の
（ａ）はディンプル１２０を放射状に配した例。図４の
（ｂ）は長穴１２２を放射状に配した例。図４の（ｃ）
は表面全体を網目状１２３にした例である。

【００１６】アマチュア板がロータ６の接触面６ａに吸
引されて両者が当接するときに生ずる衝突音の大きさを
決める要因として、アマチュア板とロータ６の接触ばね
定数及び減衰の強さがある。接触ばね定数は低い方が、
また、減衰は大きい方が衝突音を小さくする上で有利で
ある。

【００１７】アマチュア板を構成する薄板金属１１１が
図３のように積層された状態でロータ６から磁気吸引力
が働くと、薄板金属１１１はロータ６方向に引きつけら
れ最後にロータ６の接触面６ａに衝突する。衝突前の総
厚み（Ｔ₀）に比べ、完全吸着後の厚み（Ｔ₁）は、薄
板金属１１１間の空気層１２０が無くなる分だけ小さく
なる。薄板金属１１１がロータ６に接触してから完全吸
着するまでの時間は５〜１０ｍｓ程度であるので、あた
かもクッション性をもって吸着（衝突）したようにな
る。

【００１８】図５にはこのアマチュア板に圧縮力をかけ
たときの厚みの減少曲線を示している。図３に示す状態
となっている積層板では小さな圧縮力の段階で空気層１
２１がなくなるため急激な厚み減少がある。一方、従来
の積層板で構成されていないアマチュア板では圧縮力に
対する厚み減少は微小でリニアである。このように積層
板はロータ６に衝突した瞬間の接触ばね定数が低い。ま
た、構造減衰について考えると、積層板で構成されたア
マチュア板１１０は薄板金属１１１が衝撃力を受け変形
したとき、隣り合う薄板金属１１１が互いに接触し摩擦
減衰を生じるので、積層板で構成されていない従来のア
マチュア板より減衰が大きくなる。

【００１９】本実施形態の電磁クラッチにおけるもう１
つの作用は、積層状態の薄板金属１１１間の静摩擦係数
を上げることである。薄板金属１１１は、前記したよう
に、外周部の複数箇所（本実施例ではＰ１、Ｐ２、Ｐ３
の３箇所）、及び内周部の複数箇所（実施例ではＱ１、
Ｑ２の２箇所）を溶接して貼りあわせて形成されてい
る。このように構成することによってロータ６からハブ
１２へのトルク伝達には内・外周部の溶接と薄板金属１
１１間の摩擦が寄与する。以上の作用によって本実施形
態における電磁クラッチではアマチュア９とロータ６の
衝突音が低減できる。

【００２０】以上、本発明を図示した実施の一形態に基
づいて具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態
に限定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、
その具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことは
いうまでもない。

【００２１】例えば、図示した実施形態では、薄板金属
１１１の両面に凹凸が生ずるようにディンプル１２０を
形成させているが、これは、一方の面のみにくぼみや突
部を形成させたものとしてよい。更にまた、図示した実
施状態では、積層された薄板金属１１１の複数箇所（Ｐ
１、Ｐ２、Ｐ３、Ｑ１、Ｑ２）で溶接して貼り合せてい
るが、このような溶接は必ずしも必要ではない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、電磁コ
イルの磁力によってロータに向けて吸引されるアマチュ
ア板を、片面又は両面に意図的な凹凸を設けた複数枚の
薄板金属を積層して形成した電磁クラッチを提供する。
このように、本発明の電磁クラッチで採用するアマチュ
ア板は、その薄板金属の片面又は両面に設けられた凹凸
によって各薄板金属の間に微小な隙間が形成され、そこ
に空気層を存在させている。

【００２３】このように構成されたアマチュア板はロー
タの接触面に向けて磁力で吸引され積層された薄板金属
の各々が密着する際、各薄板金属に変形が生じ所望のク
ッション性を与えることができる。こうして本発明の電
磁クラッチで用いるアマチュア板はロータに衝突したと
きの接触ばね定数が低くなっていて衝突音を確実に低減
することができる。また、本発明の電磁クラッチが採用
するアマチュア板における複数枚の積層された薄板金属
は、ロータに向けて吸着されて変形するときに隣り合う
薄板金属同志が互いに接触して摩擦減衰を生じ、衝突音
を低減することができる。

【００２４】本発明による電磁クラッチで採用する複数
枚の薄板金属の片面又は両面には、ディンプル状、長穴
状、溝状、網目状など適宜の形と、大きさの凹凸を選択
して設けることにより、積層された薄板金属間に意図し
た大きさの微小な隙間による空気層を形成させ衝突音を
確実に低減することができる。

【００２５】また、本発明による電磁クラッチにおい
て、前記したように積層された薄板金属の複数箇所を溶
接して薄板金属を貼り合わせた構造のアマチュア板を採
用したものでは、このアマチュア板を介してロータから
トルクを伝達する時、その複数箇所の溶接と薄板金属の
間の摩擦が衝突力を効果的に摩擦減衰させ、衝突音をよ
り良く低減させうる。

【００２６】本発明の電磁クラッチを自動車用空調装置
圧縮機における圧縮機の駆動軸に駆動力を伝達する駆動
系に用いることにより、車内騒音を低減した自動車用空
調装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態による電磁クラッチを構
成するアマチュア板の平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】図２のＢ部の拡大断面図。

【図４】本発明による電磁クラッチを構成するアマチュ
ア板における凹凸の例を示す説明図で、（ａ）はディン
プルを放射状に配置したもの、（ｂ）は長穴を放射状に
設けたもの、（ｃ）は網目状にしたものを示している。

【図５】本発明の電磁クラッチで用いるアマチュア板に
圧縮力をかけたときの厚みの減少曲線を従来のアマチュ
ア板との比較で示す線図。

【図６】自動車用空調装置の圧縮機に装備された従来の
電磁クラッチの構成を断面で示す側面図。

【符号の説明】

１圧縮機２電磁クラッチ３コイルアッセンブリ４電磁コイル５フロントハウジング６ロータ６ａ接触面７ベルトプーリ８軸受９アマチュア１０アマチュア板１１アマチュア接続プレート１２ハブ１３リベット１４リベット１５駆動軸１１０アマチュア板１１１薄板金属１１２接続用穴１２０ディンプル１２１空気層１２２長穴１２３網目状

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁コイルの磁力によりアマチュア板を
ロータの接触面に吸引してアマチュアとロータを一体結
合させ動力を伝達するようにした電磁クラッチにおい
て、前記アマチュア板を、片面又は両面に意図的な凹凸
を設けた複数枚の薄板金属を積層して形成したことを特
徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】前記凹凸がディンプル状、長穴状、溝
状、網目状のいずれかであることを特徴とする請求項１
に記載の電磁クラッチ。
【請求項３】積層された前記薄板金属の複数箇所を溶
接して貼り合わせたことを特徴とする請求項１又は２の
いずれかに記載の電磁クラッチ。
【請求項４】前記薄板金属が０．３〜１ｍｍの厚さで
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
電磁クラッチ。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の電磁ク
ラッチを介して圧縮機の駆動軸を駆動するように構成し
たことを特徴とする自動車用空調装置圧縮機。