JPH05312224A

JPH05312224A - 電磁連結装置

Info

Publication number: JPH05312224A
Application number: JP4142066A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Yoshihara; 弘泰吉原
Original assignee: Ogura Clutch Co Ltd
Current assignee: Ogura Clutch Co Ltd
Priority date: 1992-05-08
Filing date: 1992-05-08
Publication date: 1993-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ロータの摩擦面とアーマチュアの摩擦面との
密着性を良好にし、鳴き音や吸着音などの異音の発生を
抑制することと装置の小形化とを可能にした装置を提供
することを目的としている。【構成】板状アーマチュア３４のほゞ同一円周上に、
磁束を迂回させる複数個の円弧状スリット３８をほゞ等
間隔で設けた。これら各円弧状スリット３８の一端から
アーマチュア３４の半径方向に延びる直線状スリット３
９を設けた。これら両方のスリット３８，３９を設ける
ことによりこれら両スリット３８，３９で囲まれた円弧
片４０を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁コイルの励磁，非励
磁により回転体の回転伝達を断接する電磁クラッチや回
転体の回転を制動する電磁ブレーキ等の電磁連結装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば車両用エンジンのクランクプーリ
と、エアコンデショナ用コンプレッサやパワーステアリ
ング用ポンブ等の補助機械（以下補機という）に設けら
れているプーリとは、変速装置を備えたベルト装置で駆
動連結されており、上記補機が適性回転数よりも高速回
転になることを不要とする補機の場合には、上記変速装
置のプーリ間に電磁クラッチを設け、この電磁クラッチ
を ON −OFF 制御することにより補機の回転数が適性回
転数以上にならないようにし、エンジンの省動力化や補
機の騒音低減，小形軽量化等を図っている。

【０００３】この種の電磁クラッチを備えた変速装置
は、従来次のように構成されている。すなわち、機体側
の回転軸に支持された円筒状のハウジング上には、エン
ジンとベルト連結されたロータと、補機としての圧縮機
とベルト連結されたアーマチュアハブとが、軸受を介し
て回転自在かつ軸線方向への移動を規制されて軸線方向
に並設されており、このうちのロータに設けられた環状
溝には、前記ハウジングのフランジに取付け板を介して
支持された環状のフィールドコアが係入されている。フ
ィールドコアの環状溝には、電磁コイルが内設されてお
り、また、アーマチュアハブは前記回転軸のハウジング
からの突出部に固着された円板状のカップリングにボル
ト止めされていて、ロータとアーマチュアハブとの対向
平面間にはアーマチュアハブの平面に板ばねを介して支
持されたアーマチュアが介装されている。

【０００４】このように構成されていることにより、エ
ンジンが回転してこれとベルト連結されたロータが回転
しているときに電磁コイルが励磁されると、ロータとア
ーマチュアとを迂回する磁束が形成されることにより、
アーマチュアが板ばねのばね力に抗しロータの摩擦面に
吸着されてアーマチュアとロータとが一体化されるの
で、アーマチュアと回転方向へ一体のアーマチュアハブ
が回転し、アーマチュアハブとベルト連結された圧縮機
が回転する。この状態から電磁コイルが消磁されると、
アーマチュアが板ばねの復元力でロータの摩擦面から離
れてアーマチュアハブが停止し、これとベルト連結され
た圧縮機が停止する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように動作する電
磁クラッチにおいては従来、ロータおよびアーマチュア
の構成において問題があった。図１０は従来におけるロ
ータの縦断面図、図１１は同じく正面図であって、ロー
タ１は断面Ｌ字形の環状に形成された内極部材２と、そ
の外周部に溶着された環状の外極部材３とで一体形成さ
れており、外極部材３の周面には、前述したようにエン
ジンとロータ１とを駆動連結するベルト４を添接させる
Ｖ溝５が設けられている。そして、図示しない前記アー
マチュアを吸着させる摩擦面６には、同心円状に形成さ
れて円周方向に分割された３条のスリット７が、プレス
打抜き加工によって形成されている。

【０００６】このように構成されたロータ１にベルト４
を掛けて回転させた試験の結果におけるロータ摩擦面６
の歪みは、ベルト４の張力ＢＴを１００ｋｇとした場
合、図１２，１３に示すような結果になる。すなわち、
図１２は横軸にロータ１の直径方向の位置をとり縦軸に
歪の大きさｔをとって示す線図、図１３は歪の状態を示
すロータの縦断面図であって、図１１における摩擦面６
の中心を通る直線上のＡ区間ａ₁〜ａ₂とＢ区間ｂ₁〜
ｂ₂とにおける歪みの分布は、図１２に符号Ｌ_1,Ｌ₂で
示すような曲線になる。ここで、Ｌ₁はベルト４を図１
３に符号４Ａで示す摩擦面６側のＶ溝のみに掛けた場合
における曲線を示しており、また、Ｌ₂はベルト４を、
図１３に符号５Ｂで示す反摩擦面６側のＶ溝のみに掛け
た場合における曲線を示している。図１２に示す曲線
と、図１３に摩擦面６の歪み状態を誇張して示す鎖線６
Ａにより明らかなように、ロータ１の摩擦面６には、そ
の内径側と外径側とで異なった波打ち状の歪みが見られ
る。

【０００７】また、図１４は従来におけるアーマチュア
の縦断面図、図１５は同じく正面図であって、このアー
マチュア８は鋼板をプレス打抜きすることにより円板状
に形成されており、その摩擦面１１には、同心円状に形
成されて円周方向に分割された２条のスリット９がプレ
ス打抜き加工によって形成されている。１０は図に符合
Ｒで示すように円周方向３等分位置に穿設されて前記板
ばねを固定するリベットのためのリベット孔である。こ
のようなアーマチュア８はプレスで打抜き加工されるの
で、この加工時に内周側から外周側に向って次第に高く
なるような歪みが発生する。

【０００８】このように従来の電磁クラッチは、上記の
ような使用条件や製造条件により、またロータ１やアー
マチュア８が磁気回路を構成していることと、これらが
熱間圧延軟鋼板や機械構造用炭素鋼などのように比較的
剛性の低い材料で形成されていることとにより、ロータ
１の摩擦面６やアーマチュア８の摩擦面１１に歪みが発
生する。

【０００９】したがって、ロータ１の摩擦面６にアーマ
チュア８の摩擦面１１が磁気吸着されたのちのトルク立
上がり時において、アーマチュア８の摩擦面１１が部分
的にロータ１の摩擦面６に、くっついたり滑ったりする
いわゆるスティックスリップ現象が発生すると、これら
ロータ１やアーマチュア８が加振され易いという問題が
あり、この現象は、摩擦面６，１１に磨耗粉が付着して
いるときに顕著に見られる。さらに、円板状ディスクな
どは、円周方向の重量を均一にしたり、部材を等間隔で
取付けたりすると、円周方向に等分割による共振波形が
生じ易く、鳴き音が発生するという問題がある。

【００１０】さらに、図１６〜図１９は本発明に係る電
磁連結装置とアーマチュア以外が同構成でアーマチュア
の半径方向スリットの無いものの試験結果を示し、図１
６は周波数の分析結果を示す線図、図１７はマイクロホ
ンの電波波形を示す線図、図１８は電磁クラッチの動作
特性を示す線図、図１９は吸着音評価結果を示す線図で
ある。図１６のＦＦＴアナライザによる周波数分析結果
によると、着脱回数が２０００回目において音圧レベル
ＤＢが１１３ｄＢである。また、図１８の動作特性を見
ると、アーマチュアの吸引時間は３７．９０ｍｓであ
る。図１９は電磁クラッチをカーエアコン用コンプレッ
サに装着したときの吸着音すなわちアーマチュアがロー
タに当打される音を毎着脱ごとに測定したものであっ
て、着脱回数５０００回目において１０５ｄＢの高い吸
着音があったことを示している。

【００１１】また、このような振動による異音発生の問
題は米国特許第３３６８６５７号明細書や、米国特許第
３３０７６６９号明細書，米国特許第３７２７７３６号
明細書に開示されているように、アーマチュアの振動部
分を分割して可聴振動を減衰させるとか、振動の固有周
波数を可聴領域外にするなどの対策が提案されている
が、必ずしも満足すべき効果が期待できないという問題
がある。

【００１２】さらに、実公平２−１５４１号公報に、ダ
ンピング材としてゴムをアーマチュアやロータに当接さ
せることにより振動による異音の発生を小さくすること
が開示されているが、使用履歴が長くなると、ゴムの減
衰効果が低下して振動減衰作用が低下するという問題が
ある。

【００１３】本発明は以上のような点に鑑みなされたも
ので、共振周波数の振動モードを変え、摩擦面の密着性
を良好にすることにより、鳴き音や吸着音などの異音の
発生を抑制することと装置の小形化とを可能にした電磁
連結装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、ロータの摩擦面にアーマチュアの
摩擦面を吸着させて動力の伝達を行う電磁連結装置にお
いて、前記アーマチュアに、ほゞ同一円周上に配置され
て磁束を迂回させる複数個の円弧状スリットとこの円弧
状スリットの一端からアーマチュアの半径方向に延びア
ーマチュアの内周または外周に開口する直線状スリット
とを設け、これら円弧状スリットと直線状スリットとで
囲まれた円弧片を形成した。

【００１５】

【作用】電磁コイルが励磁されると、ロータのスリット
とアーマチュアのスリットとを迂回する磁束が形成さ
れ、アーマチュアはその摩擦面をロータの摩擦面に磁気
吸着されるので、ロータ側の回転体とアーマチュア側の
回転体との間で動力の伝達が行われるが、アーマチュア
がロータに磁気吸着されたのちのトルク立上がり時にお
いては、アーマチュアにスリットで囲まれた円弧片を設
けたことにより、摩擦面同士がよく密着してロータやア
ーマチュアが加振されにくいし、また円周方向に等分割
による共振波形が生じにくく鳴き音が発生しない。

【００１６】

【実施例】図１ないし図７は本発明に係る電磁連結装置
をカーエアコン用コンプレッサの電磁クラッチに適用し
た例を示し、図１は電磁クラッチの正面図、図２は図１
のII−II断面図、図３は図２の摩擦面側から見たアーマ
チュアの正面図、図４は図２の摩擦面側から見たロータ
の正面図、図５は図１６に対応する周波数の分析結果を
示す線図、図６は図１７に対応するマイクロホンの電波
波形を示す線図、図７は図１８に対応する電磁クラッチ
の動作特性を示す線図である。

【００１７】図１ないし図３において、コンプレッサの
ハウジング２１の端面には、環状溝２２ａを有するフィ
ールドコア２２が複数個のボルト２３で固定されてい
て、環状溝２２ａ内には、電源に接続された環状の電磁
コイル２４が内設されており、フィールドコア２２の中
心部には、ハウジング２１の円筒部２１ａがハウジング
本体から突設されている。符号２５で示すものは、ハウ
ジング２１の円筒部２１ａに軸受２６を介し回転自在に
支持されたロータであって、このロータ２５の環状溝２
５ａには、電磁コイル２４が内設された前記フィールド
コア２２の環状部が係合されており、また、ロータ２５
の外周には、図示しないエンジン側のＶベルト溝に添接
されて張架されたＶベルト２７を添接させるＶベルト溝
２５ｂが転造加工により形成されている。

【００１８】一方、ハウジング２１の円筒部２１内孔に
は、これと同心状に形成されたコンプレッサの回転軸２
８が係入されていて、この回転軸２８の係入端部には、
鍔付き円筒状に形成されたアーマチュアハブ２９がスプ
ライン嵌合されており、ロータ２５との間に間隔をおい
てアーマチュアハブ２９に鋲着された正三角形板状のス
トッパプレート３０とともにボルト３１で固定されてい
る。３２は薄形有底円筒状に形成されてストッパプレー
ト３０の三角形頂点部に固着された３個のダンパカバー
であって、これら各ダンパカバー３２内には圧縮可能な
ダンパーゴム３３が装填されている。

【００１９】３４は円板状に形成されダンパーゴム３３
と一体のピン３５に支持されてロータ２５とダンパカバ
ー３２との間に配設されたアーマチュアであって、ロー
タ２５の摩擦面２５ｃと対向する摩擦面３４ａを備えて
おり、電磁コイル２４の非励磁時には、ダンパゴム３３
の弾発力により図に符号Ｇで示すエアギャップを隔てて
摩擦面２５ｃ，３４ａを対向させるように構成されてい
る。また、電磁コイル２４の励磁時にはダンパゴム３３
の弾発力に抗し摩擦面３４ａが摩擦面２５ｃに吸着され
るように構成されている。

【００２０】そして、前記ロータ２５の摩擦面となる平
板部には、図４に示すように、径の異なる同心２条の各
同一円周上にほゞ等間隔で配置された複数個ずつの磁束
迂回用円弧状スリット３６，３７が、ロータ２５の平板
部表裏を貫通してプレス打ち抜きされている。また、ア
ーマチュア３４には、円弧状に形成されて同一円周上に
ほゞ等間隔で配置された複数個の磁束迂回用円弧状スリ
ット３８が表裏を貫通してプレス打ち抜きされており、
各円弧状スリット３８の一端からは、アーマチュア３４
の半径方向に延びてアーマチュア３４の内周に開口する
直線状スリット３９が表裏を貫通してプレス打ち抜きさ
れている。このようにして両スリット３８，３９を設け
ることにより、アーマチュア３４には、これら両スリッ
ト３８，３９で囲まれた円弧片４０が形成されている。
さらに、隣接するスリット３８の間には、アーマチュア
３４の半径方向に延びてアーマチュア３４の内周，外周
に開口する分割スリット４１がプレス打ち抜きされてい
る。４２は前記ピン３５をかしめによって固着するピン
孔である。

【００２１】以上のように構成された電磁クラッチの動
作を説明する。電磁コイル２４が消磁状態にあるときに
エンジンが回転すると、これとベルト連結されたロータ
２５が回転するが、このとき、アーマチュア３４の摩擦
面３４ａがダンパゴム３３の復元力によりロータ２５の
摩擦面２５ｃから離れて摩擦面３４ａ，２５ｃ間に所定
のエアギャップＧが形成されているので、アーマチュア
３４およびこれと一体のストッパプレート３０がアーマ
チュアハブ２９を介し固定された回転軸２８が回転せ
ず、エンジンの回転がコンプレッサに伝達されない。

【００２２】この状態から電磁コイル２４に通電されて
これが励磁されると、アーマチュア３４が、Ｖベルト２
７を介してエンジンの回転が伝達されているロータ２５
に、ダンパゴム３３の弾発力に抗して磁気吸着されるの
で、アーマチュア３４とストッパプレート３０およびア
ーマチュアハブ２９からなるアーマチュア組立体が装着
されたコンプレッサの回転軸２８に、エンジンの回転が
伝達される。

【００２３】そして、上記のような電磁コイル２４の励
磁によりアーマチュア３４の摩擦面３４ａがロータ２５
の摩擦面２５ｃに磁気吸着されたのちのトルク立上がり
時においては、アーマチュア３４にスリット３８，３９
を設けてこれらのスリット３８，３９で囲まれた円弧片
４０を形成したことにより、摩擦面２５ｃ，３４ａ同士
がよく密着し、ロータ２５やアーマチュア３４が加振さ
れにくいし、また円周方向に等分割による共振波形が生
じにくく鳴き音が発生しない。

【００２４】図５は本装置における周波数の分析結果
を、図１６に示す従来装置の分析結果に対応して示す線
図であって、ＦＦＴアナライザによる周波数の分析結果
は、着脱回数の２０００回目において従来は１１３ｄＢ
であった音圧レベルが、本装置においては８７ｄＢと低
くなり、周波数特性も特にピークがない。

【００２５】また、図６は本装置におけるマイクロホン
の電波波形のあらわれ方を図１７に示す従来装置のあら
われ方に対応して示す線図であって、図から明らかなよ
うに鳴き音は大幅に小さくなり、車の運転者などに不快
感を与えることがない。

【００２６】さらに、図７は本装置における動作特性
を、図１８に示す従来装置における動作特性に対応して
示す線図であって、本装置の動作特性を見ると、アーマ
チュア吸引時間が３７．９０ｍｓから３９．９０ｍｓと
多少長くなるが、実トルク立上がり時間内における波形
の立上がりが従来のように微小に波立ちながら上がって
いかないことから、連結が円滑に行われ、アーマチュア
の剛性を低くしても衝撃が小さく、耐久性が低下するこ
とがない。

【００２７】また、図１９は横線に着脱回数をとり縦軸
に音圧レベルｄＢをとって示す線図であって、曲線Ａは
従来装置の曲線を示し、曲線Ｂは本願装置の曲線を示し
ている。図から明らかなように、本願装置における吸着
音の差は、着脱初期を除けば１５ｄＢ程度であり、車の
運転者などに不快感を与えるような騒音が発生すること
がない。さらに図３においてスリット３８，３９で囲ま
れた円弧片４２を形成し、アーマチュア３４の摩擦面３
４ａとロータ２５の摩擦面２５ｃとの密着性を良くして
摩擦面３４ｃと２５ｃとを小径化したが、伝達トルクが
低下することがない。さらにまた、加工面から見ると、
スリットを打ち抜くプレスの型を変更するだけでよく、
価格が大きく嵩むことがない。

【００２８】図８と図９とはそれぞれ本発明の他の実施
例としてのアーマチュアの正面図であって、先ず図１８
に示す実施例において、アーマチュア５１には、円弧状
に形成されて同一円周上にほゞ等間隔で配置された複数
個の磁束迂回用スリット５２が表裏を貫通してプレス打
ち抜きされており、各スリット５２の一端からは、アー
マチュア５１の半径方向両側へ延びアーマチュア５１の
内周に開口する直線状スリット５３が、表裏を貫通して
プレス打ち抜きされている。こうすることにより、アー
マチュア５１には、両方のスリット５２，５３で囲まれ
た３個の円弧片５４が形成されている。さらに、各スリ
ット５２の反スリット５３側の端部にはアーマチュア５
１の半径方向両側に延びてアーマチュア５１の内周に開
口しないスリット５５がプレス打ち抜きされている。こ
のアーマチュア５１の作用効果は前記実施例と同じであ
る。

【００２９】次に図９に示す実施例において、アーマチ
ュア６１には、円弧状に形成されて同一円周上に等間隔
で配置された複数個の磁束迂回用スリット６２が表裏を
貫通してプレス打ち抜きされており、各スリット６２の
一端からは、アーマチュア６１の半径方向両側へ延びア
ーマチュア６１の内周に開口するスリット６３が、表裏
を貫通してプレス打ち抜きされている。こうすることに
より、アーマチュア６１には、両方のスリット６２，６
３で囲まれた３個の円弧片６４が形成されている。ま
た、隣接するスリット６２間には、アーマチュア６１の
半径方向へ延びアーマチュア６１の外周へ開口するスリ
ット６５がプレス打ち抜きされている。このアーマチュ
ア６１の作用効果は前記実施例と同じである。

【００３０】なお、前記各実施例は、本発明に係る電磁
連結装置をカーエアコン用コンプレッサの電磁クラッチ
に適用した例を示したが、適用する機器を限定するもの
ではなく、また、電磁ブレーキにも適用できて同様の効
果が得られる。さらに、円弧状スリットの一端からアー
マチュアの半径方向に延びてアーマチュアの外周に開口
する直線状スリットを設け、外側に円弧片を形成しても
よい。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によればロータの摩擦面にアーマチュアの摩擦面を吸
着させて動力の伝達を行う電磁連結装置において、前記
アーマチュアに、ほゞ同一円周上に配置されて磁束を迂
回させる複数個の円弧状スリットとこの円弧状スリット
の一端からアーマチュアの半径方向に延びアーマチュア
の内周または外周に開口する直線状スリットとを設け、
これら両方のスリットで囲まれた円弧片を形成したこと
により、ロータとアーマチュアとの摩擦面同士の密着性
が良好になり、吸着時におけるロータやアーマチュアの
振動が抑制されるとともに、円周方向に等分割による共
振波形が生じにくいので、吸着音や鳴き音が小さくな
り、環境が良化される。また、ロータとアーマチュアと
を小径化しても大きなトルクの伝達力を確保することが
できるので装置の小形化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電磁クラッチの正面図である。

【図２】図１のII−II断面図である

【図３】図２の摩擦面側から見たアーマチュアの正面図
である。

【図４】図２の摩擦面側から見たロータの正面図であ
る。

【図５】図１６に対応する周波数の分析結果を示す線図
である。

【図６】図１７に対応するマイクロホンの電波波形を示
す線図である

【図７】
．図１８に対応する電磁クラッチの動作
特性を示す線図である。

【図８】本発明の他の実施例としてのアーマチュアの正
面図である。

【図９】本発明の他の実施例としてのアーマチュアの正
面図である。

【図１０】従来におけるロータの縦断面図である。

【図１１】従来におけるロータの正面図である。

【図１２】従来におけるロータの直径方向の位置と歪の
大きさとの関係線図である。

【図１３】従来における歪の状態を示すロータの縦断面
図である。

【図１４】従来におけるアーマチュアの縦断面図であ
る。

【図１５】従来におけるアーマチュアの正面図である。

【図１６】従来における周波数の分析結果を示す線図で
ある。

【図１７】従来におけるマイクロホンの電波波形を示す
線図である

【図１８】従来における電磁クラッチの動作特性を示す
線図である。

【図１９】従来装置と本願発明装置とを比較して示す吸
着音評価結果の線図である。

【符号の説明】

２４電磁コイル２５ロータ２５ｃ摩擦面３４アーマチュア３４ａ摩擦面３８円弧状スリット３９直線状スリット４０円弧片４１分割スリット５１アーマチュア５２円弧状スリット５３直線状スリット５４円弧片５５分割スリット６１アーマチュア６２円弧状スリット６３直線状スリット６４円弧片６５分割スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁コイルの励磁によりこの電磁コイル
が内設されたロータの摩擦面にアーマチュアの摩擦面を
吸着させて動力の伝達を行う電磁連結装置において、前
記アーマチュアに、ほゞ同一円周上に配置されて磁束を
迂回させる複数個の円弧状スリットと、この円弧状スリ
ットの一端からアーマチュアの半径方向に延びアーマチ
ュアの内周または外周に開口する直線状スリットとを設
け、これら円弧状スリットと直線状スリットとで囲まれ
た円弧片を形成したことを特徴とする電磁連結装置。