JPH0650357A

JPH0650357A - 電磁クラッチ

Info

Publication number: JPH0650357A
Application number: JP4206481A
Authority: JP
Inventors: Akira Kishibuchi; 昭岸淵; Junichi Oguchi; 純一大口; Masashi Tobayama; 昌史鳥羽山; Yasuo Tabuchi; 泰生田渕; Takao Suzuki; 孝夫鈴木
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-08-03
Filing date: 1992-08-03
Publication date: 1994-02-22

Abstract

(57)【要約】【目的】アーマチュアの環状非磁性材部とロータの環
状磁性材部との伝達トルクを飛躍的に向上させることを
可能とする。【構成】ロータ４の環状磁性材部１１と筒状磁性材部
１２、１３を結合する環状非磁性材部１４、１５と、ア
ーマチュア５の環状磁性材部１８、１９を結合する環状
非磁性材部２０との材質に、金属系非磁性材料に高硬質
の添加物を所定量加えた材料を用いた。これによって、
ロータ４の環状磁性材部１１、筒状磁性材部１２、１
３、環状非磁性材部１４、１５の摩擦係合面と、アーマ
チュア５の環状磁性材部１８、１９、環状非磁性材部２
０の摩擦係合面との摩擦係数が高められるので、内燃機
関の回転動力が効率良くロータ４を介してアーマチュア
５へ伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両用空気調和
装置の冷媒圧縮機への回転動力の伝達を制御する電磁ク
ラッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特公昭６１−８２９５号公報
においては、内燃機関に回転駆動されるロータ、このロ
ータの摩擦係合面に対向配置された磁性材部よりなるア
ーマチュア、および通電されるとロータとアーマチュア
とに磁束を発生させてロータの摩擦係合面にアーマチュ
アの摩擦係合面を吸着させる電磁コイルを備えた電磁ク
ラッチ（以下従来の技術と呼ぶ）が提案されている。な
お、そのロータの摩擦係合面には、磁束を迂回させる空
隙を挟んで分割されている外周側の磁性材部と内周側の
磁性材部とを、銅、ステンレス鋼等の非磁性材部により
連結していた。これにより、ブリッジによる磁気漏れを
防止することによって、ロータとアーマチュアとの伝達
トルクを向上させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
においては、ロータの非磁性材部とアーマチュアの磁性
材部との摩擦係数（μ）が０．１５〜０．２５程度の値
であるため、ロータとアーマチュアとの伝達トルクの向
上効果があまり発揮できなかった。本発明は、２つの環
状摩擦板の伝達トルクを飛躍的に向上させることが可能
な電磁クラッチの提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の間隙を
隔てて対向配置された２つの環状摩擦板と、起磁力によ
って前記２つの環状摩擦板を摩擦係合させる電磁コイル
とを備え、前記２つの環状摩擦板のうち少なくとも一方
の環状摩擦板は、径方向に環状空隙を隔てて配された複
数の環状磁性材部、および前記環状空隙内に配置されて
隣設する２つの環状磁性材部を連結すると共に、前記他
方の環状摩擦板との摩擦係合部に前記他方の環状摩擦板
との摩擦係数を高める添加物を加えてなる環状非磁性材
部を有する技術手段を採用した。

【０００５】

【作用】本発明は、２つの環状摩擦板のうち少なくとも
一方の環状摩擦板の径方向に複数の環状磁性材部が環状
空隙を隔てて形成されており、その環状空隙内に隣設す
る２つの環状磁性材部を連結する環状非磁性材部が配置
されている。そして、その環状非磁性材部の他方の環状
摩擦板との摩擦係合部には、他方の環状摩擦板との摩擦
係数を高める添加物が加えられている。これによって、
一方の環状摩擦板の環状非磁性材部と他方の環状摩擦板
との摩擦係数が高められることにより、電磁コイルの起
磁力によって一方の環状摩擦板と他方の環状摩擦板とを
摩擦係合させて２つの環状摩擦板間で回転動力が伝達さ
れているときに、２つの環状摩擦板間の伝達トルクが向
上する。

【０００６】

【実施例】つぎに、本発明の電磁クラッチを図に示す実
施例に基づいて説明する。〔第１実施例〕図１は電磁クラッチ１を示した図であ
る。電磁クラッチ１は、車両走行用内燃機関（図示せ
ず）と車両用空気調和装置の冷媒圧縮機のシャフト（図
示せず）との回転動力の伝達を断続するものである。こ
の実施例の電磁クラッチ１は、電磁コイル２、ステータ
ハウジング３、ロータ４、アーマチュア５、アウターハ
ブ６、インナーハブ７およびゴムハブ８等から構成され
ている。

【０００７】電磁コイル２は、ステータハウジング３内
に装着された樹脂製ボビン９の外周に円筒形状に巻回さ
れている。この電磁コイル２は、車両に搭載されたバッ
テリ（図示せず）に接続され、通電されると起磁力によ
ってアーマチュア５をロータ４に吸着させる。ステータ
ハウジング３は、例えば低炭素鋼（Ｓ１０Ｃ）等の磁性
材料製で、円環板状の取付け用フランジ１０を介して冷
媒圧縮機のハウジング（図示せず）に固定されている。

【０００８】図２はロータ４を示した図である。ロータ
４は、本発明の他方の環状摩擦板であって、環状磁性材
部１１、筒状磁性材部１２、１３および環状非磁性材部
１４、１５より構成されている。環状磁性材部１１、筒
状磁性材部１２、１３は、ロータ４の径方向に、磁束を
迂回させるための２つの環状非磁性材部１４、１５と並
設されている。環状磁性材部１１は、例えば低炭素鋼
（Ｓ１０Ｃ）等の磁性材料製で、その左側面がアーマチ
ュア５と摩擦係合する円環状の摩擦係合面を形成してい
る。

【０００９】筒状磁性材部１２は、例えば低炭素鋼（Ｓ
１０Ｃ）等の磁性材料製で、その左端面がアーマチュア
５と摩擦係合する円環状の摩擦係合面を形成している。
また、筒状磁性材部１２は、冷媒圧縮機のハウジングの
外周にベアリング１６を介して回転自在に配されてい
る。さらに、筒状磁性材部１２の外周には、電磁コイル
２とステータハウジング３が微小隙間を介して遊嵌合さ
れている。

【００１０】筒状磁性材部１３は、例えば低炭素鋼（Ｓ
１０Ｃ）等の磁性材料製で、その左端面がアーマチュア
５と摩擦係合する円環状の摩擦係合面を形成している。
また、筒状磁性材部１３の内周には、電磁コイル２とス
テータハウジング３が遊嵌合されている。さらに、筒状
磁性材部１３の外周には、内燃機関の回転動力をベルト
（図示せず）を介してロータ４に伝達するためのＶプー
リ１７が溶接等の手段により接合されている。

【００１１】環状非磁性材部１４、１５は、磁束の漏れ
を防ぐものであって、例えば青銅などの銅系合金やステ
ンレス鋼等の金属系非磁性材料に、酸化珪素、酸化マグ
ネシウム、アルミナ、チタン酸カリウム、各種ガラス繊
維等の高硬質の添加物を所定量加えた材料によって形成
されており、それぞれ磁性材部１２と１１との間の環状
空隙内及び磁性材部１１と１３との間の環状空隙内に嵌
め込まれている。さらに、環状非磁性材部１４、１５の
左端面は、環状磁性材部１１や筒状磁性材部１２、１３
と同様に、アーマチュア５と摩擦係合する円環状の摩擦
係合面を形成している。なお、環状非磁性材部１４、１
５は、ロータ４の外径が例えばφ＝１０５のとき径方向
に１mm〜３mmの幅（環状空隙の幅）を持つように設けら
れている。

【００１２】そして、環状非磁性材部１４は、環状磁性
材部１１の内周と筒状磁性材部１２の左端部の外周との
間にろう付け、熱拡散等の手段により接合されて、環状
磁性材部１１と筒状磁性材部１２を結合する。また、環
状非磁性材部１５は、環状非磁性材部１４と同様に、環
状磁性材部１１の外周と筒状磁性材部１３の左端部の内
周との間にろう付け、熱拡散等の手段により接合され
て、環状磁性材部１１と筒状磁性材部１３を結合する。

【００１３】図３はアーマチュア５を示した図である。
アーマチュア５は、本発明の一方の環状摩擦板であっ
て、ロータ４の各摩擦係合面に所定の間隙を隔てて対向
配置され、環状磁性材部１８、１９および環状非磁性材
部２０より構成されている。環状磁性材部１８、１９
は、例えば低炭素鋼（Ｓ１０Ｃ）等の磁性材料製で、ア
ーマチュア５の径方向に、磁束を迂回させるための非磁
性材部２０と並設されている。さらに、環状磁性材部１
８の右側面は、ロータ４の環状磁性材部１１、筒状磁性
材部１２および環状非磁性材部１４と摩擦係合する円環
状の摩擦係合面を形成している。また、環状磁性材部１
９の右側面は、ロータ４の環状磁性材部１１、筒状磁性
材部１３および環状非磁性材部１５と摩擦係合する円環
状の摩擦係合面を形成している。

【００１４】環状非磁性材部２０は、磁束の漏れを防ぐ
ものであって、例えば青銅などの銅系合金やステンレス
鋼等の金属系非磁性材料に、酸化珪素、酸化マグネシウ
ム、アルミナ、チタン酸カリウム、各種ガラス繊維等の
高硬質の添加物を所定量加えた材料によって形成されて
おり、環状磁性材部１８、１９間に形成される環状空隙
内に嵌め込まれている。さらに、環状非磁性材部２０の
右端面は、環状磁性材部１８、１９と同様に、ロータ４
の環状磁性材部１１と摩擦係合する円環状の摩擦係合面
を形成している。なお、環状非磁性材部１４、１５は、
ロータ４の外径が例えばφ＝１０５のとき径方向に１mm
〜３mmの幅（環状空隙の幅）を持つように設けられてい
る。

【００１５】つぎに、このアーマチュア５の製造工程を
図４に基づいて簡単に説明する。まず、環状磁性材部１
８、１９および環状非磁性材部２０を所定の環状形状に
成形して、図４（Ａ）に示したように、基台２１上の環
状磁性材部１８、１９間に形成される環状空隙内に環状
非磁性材部２０を嵌め込む。そして、図４（Ｂ）に示し
たように、環状磁性材部１８の外周面と環状非磁性材部
２０の内周面との間にろう材２２を配置し、同様にし
て、環状非磁性材部２０の外周面と環状磁性材部１９の
内周面との間にろう材２２を配置する。

【００１６】その後に、図４（Ｃ）に示したように、こ
れらのアーマチュアの仮組付品２３を炉等の手段により
加熱することによって、環状非磁性材部２０の内周面と
外周面に環状磁性材部１８、１９をろう付けにより接合
する。これによって、図４（Ｄ）に示したように、環状
非磁性材部２０が環状磁性材部１８、１９をろう付けに
より結合することによって、アーマチュア５が製造され
る。なお、ロータ４も同様な方法で製造される。

【００１７】アウターハブ６は、例えば低炭素鋼（Ｓ１
０Ｃ）等の鉄鋼製で、円環板状に形成されている。アー
マチュア５の環状磁性材部１９の左側面にリベット２４
により取り付けられている。このアウターハブ６の内周
側端部には、インナーハブ７と対向する円筒状フランジ
部２５が形成されている。インナーハブ７は、例えば低
炭素鋼（Ｓ１０Ｃ）等の鉄鋼製で、円環板状に形成され
ている。このインナーハブ７の外周側端部には、アウタ
ーハブ６のフランジ部２５の内周面に対向する円筒状フ
ランジ部２６が形成されている。また、インナーハブ７
の内周側端部には、冷媒圧縮機のシャフトを固定するた
めの円筒状の取付け部２７が形成されている。

【００１８】ゴムハブ８は、例えば耐振性、耐熱性に優
れ、ゴム硬度が大きいブチルゴムや天然ゴム製で、アウ
ターハブ６のフランジ部２５とインナーハブ７のフラン
ジ部２６との間に充填され、それらのフランジ部２５、
２６の対向面に加硫接着等の手段により接合されてい
る。

【００１９】つぎに、この電磁クラッチ１の作用を図１
ないし図３に基づいて簡単に説明する。車両用空気調和
装置の起動時に、電磁コイル２が通電されると電磁コイ
ル２に起磁力が生じて、ステータハウジング３、ロータ
４の環状磁性材部１１、筒状磁性材部１２、１３および
アーマチュア５の環状磁性材部１８、１９に磁束が発生
することによって、アーマチュア５にモータ４側に吸引
される力が加わる。

【００２０】これによって、ゴムハブ８が軸方向に撓
み、アーマチュア５がアウターハブ６を伴って軸方向に
移動してアーマチュア５がロータ４の左側面（摩擦係合
面）に強固に吸着される。そして、ロータ４が内燃機関
によりベルトおよびＶプーリ１７を介して回転駆動され
ているため、内燃機関の回転動力がロータ４を通ってア
ーマチュア５とアウターハブ６に伝達される。

【００２１】このとき、ロータ４の環状磁性材部１１、
筒状磁性材部１２、１３および環状非磁性材部１４、１
５の各摩擦係合面とアーマチュア５の環状磁性材部１
８、１９および環状非磁性材部２０の各摩擦係合面とが
摩擦係合するが、この実施例では環状非磁性材部１４、
１５、２０を形成する金属系非磁性材料に高硬質の添加
剤を加えている。

【００２２】これによって、環状磁性材部１１と環状非
磁性材部２０との摩擦係数が０．３５以上の値となり、
環状非磁性材部１４、１５と環状磁性材部１８、１９と
の摩擦係数（μ）も０．３５以上の値となる。このた
め、ロータ４からアーマチュア５への回転動力の伝達効
率が従来技術のものと比較して著しく増加する。この結
果、伝達トルクを飛躍的に向上させることができる。

【００２３】また、この実施例では、環状非磁性材部１
４、１５、２０を構成する金属系非磁性材料の全てに均
等に高硬質の添加剤を加えているので、ロータ４とアー
マチュア５との吸着、離脱が繰り返されることによっ
て、高硬質の添加剤が擦り取られるようなことは全くな
く、伝達トルクの向上効果が長期間安定して得られる。

【００２４】〔第２実施例〕図５は第２実施例のアーマ
チュア５の製造工程を示した図である。まず、環状磁性
材部１８、１９および環状非磁性材部２０を所定の環状
形状に成形して、図５（Ａ）に示したように、基台２１
上の環状磁性材部１８、１９間に環状非磁性材部２０を
中間バメによって仮固定する。その後に、図５（Ｂ）に
示したように、これらのアーマチュアの仮組付品２３を
炉等の手段により環状非磁性材部２０の融点以下の温度
で加熱する。これによって、図５（Ｃ）に示したよう
に、環状磁性材部１８、１９と環状非磁性材部２０とが
熱拡散接合することによりアーマチュア５を製造する。
なお、ロータ４も同様な方法で製造される。

【００２５】〔第３実施例〕図６は第３実施例として用
いた電磁クラッチ１を示した図である。この実施例で
は、図７にも一部示したように、ロータ４の環状磁性材
部１１と筒状磁性材部１２、１３の左端部との間に形成
される２つの環状空隙内に環状非磁性材部３１、３２を
嵌め込んでいる。また、アーマチュア５の環状磁性材部
１８、１９間に形成される環状空隙内に環状非磁性材部
３３を嵌め込んでいる。

【００２６】環状非磁性材部３１、３２は、摩擦係合面
より１mm程度の間に高硬質の添加物を加えた金属系非磁
性材料製の環状部３１ａ、３２ａと、この環状部３１
ａ、３２ａより電磁コイル２側（右側）に高硬質の添加
物を加えない金属系非磁性材料製の環状部３１ｂ、３２
ｂとが別途形成されている。環状非磁性材部３３は、環
状非磁性材部３１、３２と同様にして、高硬質の添加物
を加えた金属系非磁性材料製の環状部３３ａと、この環
状部３３ａよりアウターハブ６側（左側）に高硬質の添
加物を加えない金属系非磁性材料製の環状部３３ｂとが
別途形成されている。

【００２７】図８は第３実施例のアーマチュア５の製造
工程を示した図である。まず、環状磁性材部１８、１
９、環状非磁性材部３３の環状部３３ａ、３３ｂを所定
の環状形状に成形して、図８（Ａ）に示したように、基
台３５上の環状磁性材部１８、１９間に形成される環状
空隙内に環状部３３ａ、３３ｂをそれぞれ嵌め込む。そ
して、図８（Ｂ）に示したように、環状磁性材部１８の
外周面と環状非磁性材部３３の内周面との間にろう材３
６を配置し、環状非磁性材部３３の外周面と環状磁性材
部１９の内周面との間にろう材３６を配置し、環状部３
３ａの上端面と環状部３３ｂの下端面との間にろう材３
６を配置する。

【００２８】その後に、図８（Ｃ）に示したように、こ
れらのアーマチュアの仮組付品３７を炉等の手段により
加熱することによって、環状部３３ａと環状部３３ｂ同
士をろう付けにより接合すると共に、環状非磁性材部３
３の内周面と外周面に環状磁性材部１８、１９をろう付
けにより接合する。これによって、図８（Ｄ）に示した
ように、環状非磁性材部３３が環状磁性材部１８、１９
をろう付けにより結合することによって、アーマチュア
５が製造される。なお、ロータ４も同様な方法で製造さ
れる。

【００２９】〔第４実施例〕図９は第４実施例のアーマ
チュア５の製造工程を示した図である。まず、環状磁性
材部１８、１９および環状非磁性材部３３の環状部３３
ａ、３３ｂを所定の環状形状に成形して、図９（Ａ）に
示したように、基台３５上の環状磁性材部１８、１９間
に環状部３３ａ、３３ｂを中間バメによって仮固定す
る。その後に、図９（Ｂ）に示したように、これらのア
ーマチュアの仮組付品３７を炉等の手段により環状部３
３ａ、３３ｂの融点以下の温度で加熱する。これによっ
て、図９（Ｃ）に示したように、環状磁性材部１８、１
９と環状非磁性材部３３の環状部３３ａ、３３ｂとが熱
拡散接合することによりアーマチュア５を製造する。な
お、ロータ４も同様な方法で製造される。

【００３０】〔第５実施例〕図１０は第５実施例のアー
マチュア５の製造工程を示した図である。この実施例で
は、図１０（Ａ）に示したように、環状磁性材部１８、
１９間に環状部３３ａを中間バメによって仮固定して、
図１０（Ｂ）に示したように、これらのアーマチュアの
仮組付品３７を炉等の手段により環状部３３ａの融点よ
り高い温度で加熱する。

【００３１】このため、図１０（Ｃ）に示したように、
環状磁性材部１８、１９と環状非磁性材部３３の環状部
３３ａとが熱拡散接合する。そして、環状部３３ａの融
点以下の温度に徐冷した後、図１０（Ｄ）に示したよう
に、環状磁性材部１８、１９と環状部３３ａで囲まれた
環状空隙内に環状部３３ｂを嵌め込む。これによって、
図１０（Ｅ）に示したように、環状部３３ａ、３３ｂが
環状部３３ａの余熱により熱拡散接合することによりア
ーマチュア５が製造される。なお、ロータ４も同様な方
法で製造される。

【００３２】〔変形例〕本実施例では、本発明を車両走
行用内燃機関と車両用空気調和装置の冷媒圧縮機のシャ
フトとの断続を行う電磁クラッチに用いたが、本発明を
内燃機関等の駆動源と変速機、過給機、ポンプ、送風
機、発電機等の従動装置との断続を行う電磁クラッチに
用いても良い。本実施例では、ロータ４とアーマチュア
５の両方の非磁性材料に摩擦係数を高める添加物を加え
たが、ロータ４とアーマチュア５のうちどちらか一方の
非磁性材料にのみ添加物を加えても良い。本実施例で
は、ロータ４よりアーマチュア５に回転動力が伝達され
たが、アーマチュアよりロータに回転動力が伝達される
ようにしても良い。本実施例では、アーマチュア５とイ
ンナーハブ７との間にアウターハブ６とゴムハブ８を配
したが、アーマチュア５とインナーハブ７との間で板ば
ねを配しても良い。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、一方の環状摩擦板の環状非磁
性材部における他方の環状摩擦板との摩擦係合部に、他
方の環状摩擦板との摩擦係数を高める添加物を加えるこ
とによって、一方の環状摩擦板の環状非磁性材部と他方
の環状摩擦板との摩擦係数を高めることができるので、
２つの環状摩擦板間の伝達トルクを飛躍的に向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の電磁クラッチを示した断
面図である。

【図２】ロータの上半分を示した正面図である。

【図３】アーマチュアの上半分を示した正面図である。

【図４】アーマチュアの製造工程を示した工程図であ
る。

【図５】本発明の第２実施例のアーマチュアの製造工程
を示した工程図である。

【図６】本発明の第３実施例の電磁クラッチを示した断
面図である。

【図７】図６のロータの環状非磁性材部付近を示した拡
大断面図である。

【図８】アーマチュアの製造工程を示した工程図であ
る。

【図９】本発明の第４実施例のアーマチュアの製造工程
を示した工程図である。

【図１０】本発明の第５実施例のアーマチュアの製造工
程を示した工程図である。

【符号の説明】

１電磁クラッチ２電磁コイル４ロータ（他方の環状摩擦板）５アーマチュア（一方の環状摩擦板）１１環状磁性材部１２筒状磁性材部１３筒状磁性材部１４環状非磁性材部１５環状非磁性材部１８環状磁性材部１９環状磁性材部２０環状非磁性材部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田渕泰生愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (72)発明者鈴木孝夫愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の間隙を隔てて対向配置された２つ
の環状摩擦板と、起磁力によって前記２つの環状摩擦板を摩擦係合させる
電磁コイルとを備え、前記２つの環状摩擦板のうち少なくとも一方の環状摩擦
板は、径方向に環状空隙を隔てて配された複数の環状磁性材
部、および前記環状空隙内に配置されて隣設する２つの環状
磁性材部を連結すると共に、前記他方の環状摩擦板との
摩擦係合部に前記他方の環状摩擦板との摩擦係数を高め
る添加物を加えてなる環状非磁性材部を有することを特
徴とする電磁クラッチ。