(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールドコアの磁束が通るように形成されたロータと、
前記ロータの軸線方向の端面と対向する端面を有し、前記ロータと同一軸線上に位置付けられて前記ロータと接離可能に構成されたアーマチュアと、
前記ロータの端面に固定された非磁性材料からなる係合部材とを備え、
前記係合部材は、環状の本体部と、この本体部から前記アーマチュアの端面に向けて突出するように形成されて前記本体部の周方向に並べられた複数の突出部とを有し、
前記本体部は、前記ロータの端面に形成された環状溝の中に挿入され、
前記アーマチュアの端面には、前記突出部が係合可能な複数の凹部が形成され、
前記係合部材の前記本体部には、前記ロータに形成された穴に係合して固定される固定部が設けられていることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
請求項１記載の電磁クラッチにおいて、前記アーマチュアは、径方向の内側に位置する内側アーマチュア本体と、この内側アーマチュア本体の径方向外側に位置する外側アーマチュア本体とを備え、
前記外側アーマチュア本体と前記ロータとの間隔と、前記内側アーマチュア本体と前記ロータとの間隔とは、一方の間隔が他方の間隔より広く形成され、
前記ロータとの間隔が広く形成された一方のアーマチュア本体に前記凹部が形成され、この一方のアーマチュア本体と対向するロータの端面に前記係合部材が固定されていることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の電磁クラッチにおいて、前記固定部は、前記本体部から径方向に突出するように形成されていることを特徴とする電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噛合い式クラッチ機構を備えた電磁クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の電磁クラッチとしては、たとえば特許文献１に記載されているものがある。特許文献１には、ロータのフランジ部に外側断磁部と内側断磁部とが形成された、いわゆるダブルフラックス型の電磁クラッチが開示されている。前記外側断磁部には、摩擦板が設けられ、前記内側断磁部には、複数の貫通穴がロータの回転方向に一定の間隔をおいて穿設されている。
【０００３】
この電磁クラッチのアーマチュアは、前記外側断磁部と対向するように形成された環状の外側アーマチュア本体と、前記内側断磁部と対向するように形成された環状の内側アーマチュア本体とを備えている。前記外側アーマチュア本体における前記ロータと対向する部位は平坦面に形成されている。前記内側アーマチュア本体における前記ロータと対向する部位には、前記貫通穴に係合可能な複数の突出部が形成されている。これらの複数の突出部は、内側アーマチュア本体にプレス加工によって形成されており、ロータの回転方向に一定の間隔で並べられている。
【０００４】
この電磁クラッチの磁束は、ロータから外側アーマチュア本体→ロータ→内側アーマチュア本体→ロータという磁路が構成されるように、外側断磁部と内側断磁部とを迂回して流れる。外側アーマチュア本体を磁束が通過することによって、この外側アーマチュア本体が前記摩擦板に摩擦係合する状態でロータに磁気吸着される。一方、内側アーマチュア本体は、磁束が通過することによって、前記突出部が前記貫通穴に係合する（噛合う）状態でロータに磁気吸着される。
【０００５】
外側アーマチュア本体とロータとの間のエアギャップは、内側アーマチュア本体とロータとの間のエアギャップより狭くなるように形成されている。また、この電磁クラッチの励磁コイルは、所定の低電圧が印加された後に高電圧が印加される。すなわち、この電磁クラッチは、外側アーマチュア本体がロータに磁気吸着された後に内側アーマチュア本体が磁気吸着されるように構成されている。このような時差連結が行われる場合、外側アーマチュア本体とロータの摩擦板との摩擦クラッチ機構によるスリップ回転でロータとアーマチュアとの回転が同期した後に、内側アーマチュア本体とロータとからなる噛合い式クラッチ機構が係合する。
【０００６】
この電磁クラッチの動力伝達力は、たとえばカーエアコン用電磁クラッチのような１枚のアーマチュアとロータとの摩擦係合により動力を伝達する単板摩擦式電磁クラッチと比べると大きくなる。これは、噛合い式クラッチ機構でアーマチュアのスリップが規制されるからである。
【０００７】
前記カーエアコン用電磁クラッチは、カーエアコン用コンプレッサに伝達されるエンジンの動力の伝達、遮断を切り替えるためのものである。エンジンの動力は、この電磁クラッチのロータに伝動用のベルトを介して伝達され、このロータに磁気吸着されているアーマチュアを介してコンプレッサの回転軸に伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１０７９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示された電磁クラッチの噛合い式クラッチ機構は、ロータに穿設された複数の貫通穴と、この貫通穴に係合、離脱する内側アーマチュア本体の複数の突出部とによって構成されている。この従来の噛合い式クラッチ機構は、カーエアコン用電磁クラッチなどの大きな動力伝達力が要求される電磁クラッチには採用することはできなかった。
【００１０】
この理由は、カーエアコン用電磁クラッチのロータとアーマチュアとは、相対的に高い機械的強度が必要だからである。カーエアコン用電磁クラッチに噛合い式クラッチ機構を設けるためには、大きな動力伝達力が得られるように、前記貫通穴と前記突出部との係合部分の数を増大させなければならない。
【００１１】
ロータの貫通穴の数が多くなると、ロータの機械的強度が低下してしまう。カーエアコン用電磁クラッチのロータには伝動用ベルトの張力が作用するために、貫通穴の数が増えてロータの強度が低下すると、ロータが破損するおそれがある。ロータが破損してしまうと、この電磁クラッチが組み込まれている動力伝達経路に不具合が生じることになる。
一方、カーエアコン用電磁クラッチのアーマチュアは、大きな伝達トルクに耐えることができるように相対的に強固に形成されている。このようなアーマチュアには、多くの前記突出部をプレス加工によって形成することは難しい。
【００１２】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、ロータやアーマチュアの機械的強度を高く保ちながら、大きな動力伝達力が得られる噛合い式クラッチ機構を備えた電磁クラッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するために、本発明に係る電磁クラッチは、フィールドコアの磁束が通るように形成されたロータと、前記ロータの軸線方向の端面と対向する端面を有し、前記ロータと同一軸線上に位置付けられて前記ロータと接離可能に構成されたアーマチュアと、前記ロータの端面に固定された非磁性材料からなる係合部材とを備え、前記係合部材は、環状の本体部と、この本体部から前記アーマチュアの端面に向けて突出するように形成されて前記本体部の周方向に並べられた複数の突出部とを有し、前記本体部は、前記ロータの端面に形成された環状溝の中に挿入され、前記アーマチュアの端面には、前記突出部が係合可能な複数の凹部が形成され、前記係合部材の前記本体部には、前記ロータに形成された穴に係合して固定される固定部が設けられているものである。
【００１４】
本発明は、前記発明において、前記アーマチュアは、径方向の内側に位置する内側アーマチュア本体と、この内側アーマチュア本体の径方向外側に位置する外側アーマチュア本体とを備え、前記外側アーマチュア本体と前記ロータとの間隔と、前記内側アーマチュア本体と前記ロータとの間隔とは、一方の間隔が他方の間隔より広く形成され、前記ロータとの間隔が広く形成された一方のアーマチュア本体に前記凹部が形成され、この一方のアーマチュア本体と対向するロータの端面に前記係合部材が固定されているものである。
【００１６】
本発明は、前記発明において、前記固定部は、前記本体部から径方向に突出するように形成されているものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ロータに係合部材を取付け、アーマチュアに凹部を形成することによって、噛合い式クラッチ機構が実現される。係合部材を固定するための穴の数は、係合部材を固定することができる必要最小限とすることができ、突出部や凹部の数より少なくすることができる。このため、係合部材をロータに取付けるにあたっては、ロータを貫通する穴の数が少なくてよく、ロータの強度低下を少なく抑えることができる。
【００１８】
一方、凹部は、貫通穴に比べるとアーマチュアに強度低下が相対的に少なくなるように形成することができ、しかも、アーマチュアに機械加工によって容易に形成することができる。
また、係合部材が非磁性材料によって形成されているために、実質的に断磁部を構成するものとなるから、ロータとアーマチュアとの間に所定の磁気回路を容易に形成することができる。
したがって、本発明によれば、ロータやアーマチュアの機械的強度を高く保ちながら、大きな動力伝達力が得られる噛合い式クラッチ機構を備え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】
【００１９】
【図１】本発明に係る電磁クラッチの平面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】ロータの平面図で、同図は図２におけるIII−III線矢視図である。
【図４】アーマチュア組立体のロータ側から見た平面図で、同図は図２におけるIV−IV線矢視図である。
【図５】要部を拡大して示す断面図で、同図はツースリングの突出部の周辺近傍を示している。
【図６】要部を拡大して示す断面図で、同図はツースリングの固定部の周辺近傍を拡大して示している。
【図７】ツースリングの固定部の断面図である。
【図８】ツースリングの突出部の断面図である。
【図９】ツースリングの一部を拡大して示す斜視図である。
【図１０】突出部の他の例を示す断面図である。
【図１１】ツースリングの他の例を説明するための図で、同図はロータの平面図である。
【図１２】図１１におけるXII−XII線断面図である。同図においてはアーマチュア組立体も描いてある。
【図１３】ツースリングの一部を拡大して示す斜視図である。
【図１４】ツースリングの他の例を説明するための図で、同図はロータの平面図である。
【図１５】図１４におけるXV−XV線断面図である。同図においてはアーマチュア組立体も描いてある。
【図１６】ツースリングの一部を拡大して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る電磁クラッチの一実施の形態を図１〜図１０によって詳細に説明する。
図１に示す電磁クラッチ１は、カーエアコン用圧縮機２（図２参照）の回転軸３に動力を伝達したり、この動力の伝達を遮断するためのものである。前記カーエアコン用圧縮機２は、回転軸３が回転することにより冷媒を圧縮するものである。なお、この実施の形態において、各部材の説明は、図２において右側（回転軸３の先端側）を前側とし、図２において左側を後側として行う。
【００２１】
前記回転軸３は、この圧縮機２のフロントハウジング４を貫通してフロントハウジング４の前方に突出している。前記フロントハウジング４の前端部には、回転軸３を覆う円筒状のノーズ部４ａが設けられている。
電磁クラッチ１は、図２に示すように、前記ノーズ部４ａに軸受５によって回転自在に支持された円環状のロータ６と、このロータ６の前方（図２においては右方であって、圧縮機２とは反対側）に位置するアーマチュア組立体７とを備えている。この実施の形態によるアーマチュア組立体７の回転方向は、図１においては時計方向である。
【００２２】
前記ロータ６は、前記軸受５が内周面に嵌合された内側円筒部１１と、この内側円筒部１１の前端部から径方向の外側に延びる円環板状のフランジ部１２と、このフランジ部１２の外周部から後側に延びる外側円筒部１３とによって構成されている。前記内側円筒部１１と、前記フランジ部１２と、前記外側円筒部１３とは、後方に向けて開放するフィールドコア用環状溝１４の壁を構成している。この環状溝１４の内部には、フィールドコア１５が挿入されている。
【００２３】
フィールドコア１５は、前方に向けて開放する環状溝１５ａの中に励磁コイル１６を収容させた構造のものである。このフィールドコア１５は、励磁コイル１６が通電されることによって、ロータ６を磁路として磁束が発生するように構成されている。励磁コイル１６は、前記環状溝１５ａ内に絶縁樹脂１５ｂによって固定されている。この励磁コイル１６には、サーマルヒューズ１６ａが接続されている。この実施の形態による励磁コイル１６は、動力伝達時（クラッチ接続時）の初期に相対的に低い電圧が印加され、しかる後に相対的に高い電圧が印加される。
【００２４】
フィールドコア１５の後面には、リング状の取付板１７が溶接されている。この取付板１７の内周部は、固定用ねじ１８によって前記フロントハウジング４に固定されている。すなわち、フィールドコア１５は、取付板１７を介して前記圧縮機２に装着されている。
ロータ６の前記フランジ部１２における後述するアーマチュア組立体７と対向する前端面は、摩擦面として機能するように平坦に形成されている。この前端面の内周部には内側環状溝１２ａが形成され、前端面の外周部には外側環状溝１２ｂが形成されている。この実施の形態においては、前記内側環状溝１２ａによって、本発明でいう「ロータの端面に形成された環状溝」が構成されている。
【００２５】
前記前端面は、これらの環状溝１２ａ，１２ｂで径方向に分断されることによって、複数の環状の磁極面を構成するようになる。これらの磁極面とは、図３に示すように、内側環状溝１２ａより径方向の内側に位置する第１の磁極面１９と、内側環状溝１２ａと外側環状溝１２ｂとの間に位置する第２、第３の磁極面２０，２１と、外側環状溝１２ｂより径方向の外側に位置する第４の磁極面２２である。前記第２の磁極面２０は、内側環状溝１２ａの近傍に位置し、前記第３の磁極面２１は、第２の磁極面２０と外側環状溝１２ｂとの間に位置している。
【００２６】
前記内側環状溝１２ａには、後述するツースリング２３が嵌合されて固定されている。前記フランジ部１２における内側環状溝１２ａと対応する部位には、図２、図３および図６に示すように、複数の圧入孔２４が穿設されている。これらの圧入孔２４は、ツースリング２３を固定するためのもので、内側環状溝１２ａからフランジ部１２を貫通して前記フィールドコア用環状溝１４に延びるように形成されている。
【００２７】
前記外側環状溝１２ｂには、円環状の摩擦板２５が嵌合されて固着されている。前記フランジ部１２における前記外側環状溝１２ｂと対応する部位には、図２、図３および図５に示すように、複数のスリット２６が形成されている。これらのスリット２６は、図３に示すように、円弧状に形成されており、ロータ６の周方向に所定の間隔をおいて並ぶように設けられている。また、これらのスリット２６は、図２および図５に示すように、前記外側環状溝１２ｂからフランジ部１２を貫通して前記フィールドコア用環状溝１４に延びるように形成されている。
ロータ６の前記外側円筒部１３の外周部分には、伝動用ベルト２７を巻き掛けるためのＶ溝１３ａが形成されている。
【００２８】
前記ツースリング２３は、図２および図３に示すように、円環状の薄板を用いて形成されている。この板は、非磁性材料によって形成されている。このツースリング２３は、円環状を呈する本体部２３ａと、この本体部２３ａからロータ６側に突出する複数の固定部２３ｂと、本体部２３ａからアーマチュア組立体７側に突出する複数の突出部２３ｃとによって構成されている。この実施の形態においては、このツースリング２３によって本発明でいう「係合部材」が構成されている。
【００２９】
前記本体部２３ａは、前記内側環状溝１２ａに嵌合する円環状に形成されている。内側環状溝１２ａに嵌合した前記本体部２３ａの前面（アーマチュア組立体７と対向する面）と、ロータ６の前端面（第１〜第４の磁極面１９〜２２）とは、図２に示すように、同一平面上に位置している。
前記固定部２３ｂは、ツースリング２３をロータ６に固定するためのもので、前記本体部２３ａにバーリング加工を施すことによって円筒状に形成されている（図７および図９参照）。この固定部２３ｂの外径は、前記圧入孔２４に圧入できるように形成されている。この実施の形態においては、前記圧入孔２４によって、本発明でいう「ロータに形成された穴」が構成されている。この実施の形態による固定部２３ｂは、図３に示すように、本体部２３ａを周方向に６等分する位置にそれぞれ設けられている。
【００３０】
前記突出部２３ｃは、後述するアーマチュア組立体７の凹部２８（図２および図５参照）と協働して噛合い式クラッチ機構２９を構成するためのものである。この実施の形態による突出部２３ｃは、前記本体部２３ａにプレス加工を施すことによって円錐台を呈する形状に形成されている（図８および図９参照）。また、この突出部２３ｃは、図３に示すように、隣り合う固定部２３ｂどうしの間を３等分する位置にそれぞれ設けられている。なお、突出部２３ｃは、四角錐台状に形成することができるし、図１０に示すように、テーパ角度αが相対的に大きくなるように形成することもできる。突出部２３ｃは、テーパ角度αが大きくなることによって、凹部２８に係合し易くなる。
【００３１】
前記アーマチュア組立体７は、図２に示すように、前記回転軸３の軸端部（前端部）に固定されたアーマチュアハブ３１と、このアーマチュアハブ３１に支持されたアーマチュア３２およびストッパープレート３３などによって構成されている。
前記アーマチュアハブ３１は、回転軸３の軸端部にセレーション嵌合により一体に回転するように結合されたボス部３１ａと、このボス部３１ａの前端部に一体に形成された円板状のフランジ部３１ｂとによって構成されている。ボス部３１ａは、回転軸３に嵌合した状態で固定用ボルト３４によって固定されている。
【００３２】
前記フランジ部３１ｂの外周部には、リベット３５によって板ばね３６の一端部と前記ストッパープレート３３とが取付けられている。前記リベット３５は、図１に示すように、フランジ部３１ｂを周方向に３等分する位置にそれぞれ設けられている。前記板ばね３６は、アーマチュアハブ３１にアーマチュア３２を支持させるためのもので、前記リベット３５毎に設けられている。
【００３３】
前記アーマチュア３２は、図１および図４に示すように、二つのリングに分割して形成されている。詳述すると、このアーマチュア３２は、前記フランジ部３１ｂを囲む円環状の内側アーマチュア本体４１と、この内側アーマチュア本体４１の径方向外側に位置する円環状の外側アーマチュア本体４２と、これらのアーマチュア本体４１，４２どうしを連結する複数の連結板４３とによって構成されている。
【００３４】
前記連結板４３は、ばね材料によって細い帯状に形成されている。この連結板４３の一端部はリベット４４によって内側アーマチュア本体４１に結合され、他端部は、リベット４５によって外側アーマチュア本体４２に結合されている。また、連結板４３は、図１に示すように、内側アーマチュア本体４１と外側アーマチュア本体４２とが同一軸線上に位置するように、これらを互いに連結している。
【００３５】
前記３枚の板ばね３６の他端部は、図１に示すように、外側アーマチュア本体４２にリベット４６によって取付けられている。すなわち、アーマチュア３２は、３枚の板ばね３６を介して前記アーマチュアハブ３１に弾性支持されている。また、これらの板ばね３６は、外側アーマチュア本体４２が回転軸３と同一軸線上に位置するように、外側アーマチュア本体４２とアーマチュアハブ３１とを連結している。
このように構成されたアーマチュア３２の内側アーマチュア本体４１と外側アーマチュア本体４２とは、前記ロータ６と同一軸線上に位置付けられるとともに、板ばね３６と連結板４３とが弾性変形可能であることから前記ロータ６と接離可能に構成される。
【００３６】
前記内側アーマチュア本体４１は、図２、図５および図６に示すように、前記ツースリング２３と対向する位置に位置付けられている。この内側アーマチュア本体４１の後端面（ロータ６と対向する端面）には、図４に示すように、前記突出部２３ｃが係合する多数の凹部２８が形成されている。これらの凹部２８は、それぞれ内側アーマチュア本体４１の周方向に長い長円状に形成されており、内側アーマチュア本体４１の周方向に所定の間隔をおいて並ぶように設けられている。
【００３７】
これらの凹部２８の間隔は、前記突出部２３ｃどうしの間隔と一致している。また、内側アーマチュア本体４１の径方向の幅は、図３に示すように、軸線方向から見てロータ６の内側環状溝１２ａの溝幅より広くなるように形成されている。すなわち、内側アーマチュア本体４１の後端面は、前記第１の磁極面１９と第２の磁極面２０とに対向するように形成されている。
【００３８】
前記外側アーマチュア本体４２は、図２、図５および図６に示すように、前記内側アーマチュア本体４１より厚みが厚くなるように形成されており、前記摩擦板２５と対向する位置に位置付けられている。この外側アーマチュア本体４２の後端面（ロータ６と対向する端面）は、前記摩擦板２５と摩擦係合できるように平坦に形成されている。すなわち、ロータ６のフランジ部１２における前記摩擦板２５を有する外周部と、外側アーマチュア本体４２とによって、摩擦式クラッチ機構４７が構成されている。
外側アーマチュア本体４２の径方向の幅は、図３に示すように、軸線方向から見てロータ６の外側環状溝１２ｂの溝幅より広くなるように形成されている。すなわち、外側アーマチュア本体４２の後端面は、前記第３の磁極面２１と第４の磁極面２２とに対向するように形成されている。
【００３９】
前記ストッパープレート３３は、図１に示すように、軸線方向から見て略三角形状に形成されている。この三角形状を呈するストッパープレート３３の各角部３３ａは、前記連結板４３と外側アーマチュア本体４２とを結合するリベット４５とアーマチュア３２の周方向に隣接するような位置に位置付けられている。前記連結板４３は、ストッパープレート３３の３つの辺３３ｂと略平行に延びるとともに、前記各辺３３ｂから所定の間隔をおいて離間するように位置付けられている。
【００４０】
また、前記連結板４３は、ストッパープレート３３の前記各辺３３ｂよりアーマチュアの回転方向（図１においては時計方向）において後側に配置されている。さらに、連結板４３は、図２および図６に示すように、電磁クラッチ１の軸線方向（図２，６においては左右方向）において前記ストッパープレート３３と略同じ位置に位置付けられている。このため、アーマチュア３２とアーマチュアハブ３１とを連結する板ばね３６が動力伝達時に弾性変形し、アーマチュア３２がアーマチュアハブ３１に対して回転した場合は、連結板４３がストッパープレート３３に当接し、アーマチュア３２の回転が連結板４３を介してストッパープレート３３（アーマチュアハブ３１）に伝達される。
【００４１】
ストッパープレート３３の各角部３３ａには、前記内側アーマチュア本体４１と前記外側アーマチュア本体４２との前方への（ロータ６から離間する方向への）移動を規制する内側ストッパーゴム４８および外側ストッパーゴム４９とが取付けられている。内側ストッパーゴム４８は、内側アーマチュア本体４１とストッパープレート３３との間に位置し、板ばね３６と連結板４３のばね力に抗して内側アーマチュア本体４１をロータ６に接近させている。外側ストッパーゴム４９は、外側アーマチュア本体４２とストッパープレート３３との間に位置し、板ばね３６と連結板４３のばね力に抗して外側アーマチュア本体４２をロータ６に接近させている。すなわち、板ばね３６と連結板４３とは、内側ストッパーゴム４８と外側ストッパーゴム４９とによっていわゆるプリセット荷重が付与されている。
【００４２】
前記内側ストッパーゴム４８と前記外側ストッパーゴム４９とは互いに同一の寸法となるように形成されている。このため、外側アーマチュア本体４２とロータ６との間の第１のエアギャップＧ１（図５参照）は、外側アーマチュア本体４２が内側アーマチュア本体４１より厚く形成されている分だけ、内側アーマチュア本体４１とロータ６との間の第２のエアギャップＧ２より狭くなっている。
【００４３】
このように構成された電磁クラッチ１において、動力伝達時に励磁コイル１６が通電されると、磁束がロータ６とアーマチュア３２とを通るように発生する。動力伝達の初期段階においては、励磁コイル１６に印加される電圧が相対的に低いから、磁束は、エアギャップが相対的に狭い外側アーマチュア本体４２とロータ６との間を主に通る。このときに磁束が通る経路は、図５中に二点鎖線Φ１として示すように、ロータ６の第４の磁極面２２から外側アーマチュア本体４２を通って第３の磁極面２１に戻る経路となる。
【００４４】
この動力伝達の初期段階においては、外側アーマチュア本体４２がロータ６の摩擦板２５に接触してスリップしながらロータ６に吸着され、アーマチュア３２（圧縮機２の回転軸３）の回転が徐々に上昇する。このとき、ロータ６から内側アーマチュア本体４１に迂回する磁束Φ２の磁束量は、迂回していない前記磁束Φ１の磁束量より少ない。
【００４５】
アーマチュア３２の回転とロータ６の回転とが略同期した後、励磁コイル１６に印加される電圧が高くなり、磁束Φ２の磁束量が増えると、内側アーマチュア本体４１もロータ６に磁気によって吸着されるようになる。内側アーマチュア本体４１がロータ６に磁気吸着されると、内側アーマチュア本体４１の凹部２８とツースリング２３の突出部２３ｃとが係合する。
【００４６】
このとき、磁束は、ロータ６の第４の磁極面２２から外側アーマチュア本体４２を通って第３の磁極面２１に戻り、さらに、第２の磁極面２０から内側アーマチュア本体４１を通って第１の磁極面１９に戻る経路を通る。すなわち、いわゆるダブルフラックス型の磁気回路が構成される。このように外側アーマチュア本体４２と内側アーマチュア本体４１とがロータ６に磁気吸着されることにより摩擦式クラッチ機構４７と噛合い式クラッチ機構２９とを介してロータ６の回転がアーマチュア３２に伝達され、圧縮機２の回転軸３に動力が伝達される。
【００４７】
この実施の形態による電磁クラッチ１においては、ロータ６に取付けられたツースリング２３（係合部材）と、内側アーマチュア本体４１（アーマチュア）に形成された凹部２８とによって噛合い式クラッチ機構２９が構成されている。ツースリング２３をロータ６に固定するための圧入孔２４の数は、ツースリング２３を固定することができる必要最小限とすることができ、突出部２３ｃや凹部２８の数より少なくすることができる。
【００４８】
このため、ツースリング２３をロータ６に取付けるにあたって、ロータ６を貫通する穴の数が少なくてよく、ロータ６の強度低下を少なく抑えることができる。一方、内側アーマチュア本体４１の凹部２８は、内側アーマチュア本体４１を貫通する貫通穴に比べると、内側アーマチュア本体４１に強度低下が相対的に少なくなるように形成でき、しかも、内側アーマチュア本体４１に機械加工によって容易に形成することができる。
また、ツースリング２３は非磁性材料によって形成されており、実質的に断磁部を構成するものとなるから、ロータ６と内側アーマチュア本体４１との間に所定の磁気回路を容易に形成することができる。
【００４９】
したがって、この実施の形態によれば、ロータ６やアーマチュア３２の機械的強度を高く保ちながら、大きな動力伝達力が得られる摩擦式クラッチ機構４７と噛合い式クラッチ機構２９とを備えた電磁クラッチ１を提供することができる。
【００５０】
この実施の形態によるアーマチュア３２は、径方向の内側に位置する内側アーマチュア本体４１と、この内側アーマチュア本体４１の径方向外側に位置する外側アーマチュア本体４２と、これらの内側アーマチュア本体４１と外側アーマチュア本体４２とを板ばね３６を介して支持するアーマチュアハブ３１とを備えている。前記外側アーマチュア本体４２と前記ロータ６との間の第１のエアギャップＧ１は、前記内側アーマチュア本体４１と前記ロータ６との間の第２のエアギャップＧ２より狭く形成されている。さらに、この実施の形態においては、前記ロータ６との間隔が相対的に広く形成された内側アーマチュア本体４１に前記凹部２８が形成され、この内側アーマチュア本体４１と対向するロータ６の前端面にツースリング２３が固定されている。
【００５１】
このため、この実施の形態による電磁クラッチ１においては、外側アーマチュア本体４２がロータ６に磁気吸着された後に内側アーマチュア本体４１が磁気吸着される。すなわち、上述したように、外側アーマチュア本体４２とロータ６の摩擦板２５との摩擦式クラッチ機構４７によるスリップ回転によりロータ６とアーマチュア３２との回転が同期した後に、ツースリング２３の突出部２３ｃと内側アーマチュア本体４１の凹部２８とからなる噛合い式クラッチ機構２９が係合する。
したがって、この電磁クラッチ１によれば、噛合い式クラッチ機構２９の噛合い連結が円滑に行われ、突出部２３ｃや凹部２８の変形や破損を防止することができる。
【００５２】
この実施の形態によるツースリング２３は、ロータ６の前端面に固定され、このツースリング２３の前記本体部２３ａには、前記ロータ６の圧入孔２４に圧入される（係合して固定される）固定部２３ｂが設けられている。
このため、この実施の形態によれば、簡単な固定構造を採りながら、ツースリング２３をロータ６に一体に回転するように強固に固定することができる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
ツースリングの固定部は図１１〜図１３に示すように形成することができる。図１１〜図１３において、前記図１〜図１０によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は適宜省略する。この実施の形態による電磁クラッチ１は、第１の実施の形態を採るときの電磁クラッチ１とはツースリング２３の固定構造が相違するのみであり、その他は同一の構造が採られている。
【００５４】
この実施の形態によるツースリング２３は、図１１に示すように、円環状の本体部２３ａと、この本体部２３ａから後方（アーマチュア３２とは反対側）に突出した複数の固定部５１と、本体部２３ａからアーマチュア３２側に突出した複数の突出部２３ｃとによって構成されている。このツースリング２３は、固定部５１を貫通するリベット５２によってロータ６に固定されている。前記リベット５２は、図１２に示すように、ツースリング２３の固定部５１とロータ６のフランジ部１２とを貫通した状態でこれらの部材を締結している。この実施の形態による固定部５１は、図１３に示すように、本体部２３ａから後方（アーマチュア３２とは反対方向）に突出する有底円筒状に形成されている。この固定部５１は、本体部２３ａにプレス加工を施すことによって所定の形状に形成されている。
【００５５】
この固定部５１の内径と深さは、リベット５２の頭部５２ａを収容可能な大きさに形成されている。この有底円筒状の固定部５１の底部分には、リベット５２の軸部分５２ｂを通すために貫通孔５３が穿設されている。一方、ロータ６のフランジ部１２には、前記固定部５１が嵌合する凹陥部５４と、この凹陥部５４の底部分からフィールドコア用環状溝１４まで延びる貫通孔５５とが形成されている。
この実施の形態においても、固定部５１がロータ６に係合して固定されるから、簡単な固定構造を採りながら、ツースリング２３をロータ６に一体に回転するように強固に固定することができる。
【００５６】
（第３の実施の形態）
ツースリングの固定部は図１４〜図１６に示すように形成することができる。図１４〜図１６において、前記図１〜図１０によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は適宜省略する。この実施の形態による電磁クラッチ１は、第１の実施の形態を採るときの電磁クラッチ１とはツースリング２３の固定構造が相違するのみであり、その他は同一の構造が採られている。 
【００５７】
この実施の形態によるツースリング２３は、図１４に示すように、円環状の本体部２３ａと、この本体部２３ａから径方向の外側に突出した複数の固定部６１と、本体部２３ａからアーマチュア３２側に突出した複数の突出部２３ｃとによって構成されている。このツースリング２３は、前記固定部６１を貫通するリベット６２によってロータ６に固定されている。
【００５８】
この実施の形態による固定部６１は、図１５および図１６に示すように、板状に形成されているとともに、本体部２３ａより後方（アーマチュア３２とは反対方向）に位置するように形成されている。また、この固定部６１には、リベット６２の軸部分６２ａを通すために貫通孔６１ａが穿設されている。ロータ６のフランジ部１２には、この固定部６１を収容できるように凹陥部６３が形成されている。この凹陥部６３は、前記フランジ部１２の内側環状溝１２ａと外側環状溝１２ｂとの間、言い換えれば第２の磁極面２０と第３の磁極面２１とに跨るような位置に形成されている。この凹陥部６３の底には、フランジ部１２を貫通する貫通孔６４が穿設されている。
【００５９】
この実施の形態によるツースリング２３は、固定部６１が本体部２３ａの外に形成されているから、上述した第２の実施の形態で示したように本体部２３ａに固定部５１を設ける場合と比べると、生産性よく製造することができる。この理由は、幅が狭い本体部２３ａにリベット５２の頭部５２ａを収容可能な凹陥部５４をプレス加工によって形成する高度な生産技術が不要だからである。
【００６０】
本体部２３ａに前記凹陥部５４をプレス加工によって形成する場合、生産性は本体部２３ａの径方向の幅寸法に左右される。これは、本体部２３ａの径方向の幅が狭い場合、プレス加工の加工位置が僅かでもずれると凹陥部５４を正しく成形することができなくなるからである。
前記凹陥部５４は、リベット５２の頭部５２ａを挿入可能な内径を有し、かつ前記頭部５２ａが本体部２３ａの前端面よりアーマチュア３２側に突出することがない深さを有するように形成しなければならない。このため、凹陥部５４を小さく形成するには限界がある。
【００６１】
一方、本体部２３ａの径方向の幅は、第１の磁極面１９と第２の磁極面２０との間の距離であり、内側アーマチュア本体４１の大きさに基づいて決められている。内側アーマチュア本体４１の大きさは、ロータ６の外径、すなわちプーリ径で制約を受ける。このため、本体部２３ａの幅を広く形成するにも限界がある。
しかし、この実施の形態において、固定部６１のプレス加工は、板を折り曲げる程度で容易に行うことができるから、上述したように生産性よく行うことができる。
したがって、この実施の形態によれば、ロータ６の前端面（磁気吸着面）にツースリング２３を備えているにもかかわらず、製造コストが低くなる電磁クラッチ１を提供することができる。
【００６２】
上述した各実施の形態においては、摩擦式クラッチ機構４７と噛合い式クラッチ機構２９とを備えた電磁クラッチ１に本発明を適用する場合の例を説明したが、本発明は、摩擦式クラッチ機構４７を備えていない電磁クラッチにも適用することができる。この場合は、ロータ６の内側磁極面と外側磁極面との間に位置する摩擦面に環状の凹部を形成し、この環状凹部にツースリング２３を固定する。ツースリング２３をロータ６に固定する手段としては、リベットの他に、溶着やねじ止めなどを採用できる。なお、上述した第１〜第３の実施の形態で示したように摩擦式クラッチ機構４７と噛合い式クラッチ機構２９とを備えた電磁クラッチ１に本発明を適用する場合であっても、ツースリング２３を溶着やねじ止めでロータ６に固定することができる。
【００６４】
上述した各実施の形態に示した電磁クラッチ１のアーマチュア３２は、外側アーマチュア本体４２のみが板ばね３６によってアーマチュアハブ３１に支持される構造のものである。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはなく、内側アーマチュア本体４１と外側アーマチュア本体４２とがそれぞればね部材によってアーマチュアハブ３１に支持された構造のアーマチュアを有する電磁クラッチにも適用することができる。ばね部材としては、板ばねの他にダンパーゴムを用いることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１…電磁クラッチ、６…ロータ、１２ａ…内側環状溝、１５…フィールドコア、２３…ツースリング、２３ａ…本体部、２３ｂ…固定部、２３ｃ…突出部、２４…圧入孔、２８…凹部、３２…アーマチュア、４１…内側アーマチュア本体、４２…外側アーマチュア本体、５２，６２…リベット、５４，６３…凹陥部、５５，６４…貫通孔。
【図１】
0005509052.tif 000002
【図２】
0005509052.tif 000003
【図３】
0005509052.tif 000004
【図４】
0005509052.tif 000005
【図５】
0005509052.tif 000006
【図６】
0005509052.tif 000007
【図７】
0005509052.tif 000008
【図８】
0005509052.tif 000009
【図９】
0005509052.tif 000010
【図１０】
0005509052.tif 000011
【図１１】
0005509052.tif 000012
【図１２】
0005509052.tif 000013
【図１３】
0005509052.tif 000014
【図１４】
0005509052.tif 000015
【図１５】
0005509052.tif 000016
【図１６】
0005509052.tif 000017