(57)【要約】【課題】コイルへの通電によって生じる起磁力低下を低減することが可能な電磁クラッチを提供する。【解決手段】回転駆動源からの回転力を受けて回転するロータ４と、駆動軸に対して連結されると共に、駆動軸と共に回転するハブと、このハブに連結され、ロータ４の側端面に対してギャップを隔てて対向配置されたアーマチュアプレート５と、ロータ４のアーマチュアプレート５と反対側に開口された環状収容空間４ｃに所定のクリアランスを介して収容され、取付部材を介してハウジング２ａに固定されたフィールドコイル３と、このフィールドコイル３のコイル収容ケース１１内に収容されると共に樹脂モールド１４によって固定されたコイル６と、を備えた電磁クラッチ１において、コイル収容ケース１１にコイル６から発生する熱を逃がす抜熱促進処理を施す。この抜熱促進処理は、コイル収容ケース１１の内面に伝熱塗料を塗布するものであっても、コイル収容ケース１１の外面に放熱塗料を塗布するものであってもよい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動源からの回転力を受けて回転するロータと、
駆動軸に対して相対回転不能に連結されると共に、駆動軸と共に回転するハブと、
このハブに連結され、前記ロータの側端面に対してギャップを隔てて対向配置されたアーマチュアプレートと、
前記ロータの前記アーマチュアプレートと反対側に開口された環状収容空間に所定のクリアランスを介して収容され、前記駆動軸を回転可能に支持するハウジングに対して取付部材を介して固定されたフィールドコイルと、
前記フィールドコイルのコイル収容ケース内に固定されたコイルと、を備えた電磁クラッチにおいて、
前記コイル収容ケースに前記コイルから発生する熱を逃がす抜熱促進処理を施したことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記抜熱促進処理は、前記コイル収容ケースの内面に伝熱塗料を塗布することである請求項１記載の電磁クラッチ。
【請求項３】
前記抜熱促進処理は、前記コイル収容ケースの外面に放熱塗料を塗布することである請求項１又は２に記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
さらに前記コイルの表面に伝熱塗料を塗布することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁クラッチ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の前記電磁クラッチを用いた圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源から圧縮機に伝達される動力を断続するため等に用いられる電磁クラッチに関し、特に、コイルの通電中の温度上昇を低減することが可能な電磁クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源から圧縮機に伝達される動力を断続するために用いられる電磁クラッチは、駆動軸を支持するハウジングの円筒部の外周にベアリングを介して回転自在に外嵌されると共に、回転駆動源からの回転力を受けて回転するロータと、駆動軸に対して回転不能に連結され、駆動軸と共に回転するハブと、このハブに連結され、ロータの側端面に僅かなギャップを隔てて対向配置されたアーマチュアプレートと、ロータの環状空間内部に収容され、ハウジングに固定されたフィールドコイルと、を備えている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
コイルは、ハウジングに固定されたフィールドコイルを構成する環状のコイル収容ケースのコイル溝内にボビンに巻回された状態で収容されると共に、樹脂モールドによってコイル収容ケース内に固定されている。ロータには、圧縮機の前記アーマチュアプレートと反対側に開口された環状空間が形成される。この環状空間に、コイルが収納されたフィールドコイルが、所定のクリアランスを持って収納されている。したがって、ロータは、コイルを収容したフィールドコイルをアーマチュアプレート側から覆うように設けられ、このフィールドコイルと摺接することなく、フィールドコイルに沿って回転することになる。
【０００４】
よって、このような構成においては、コイルに通電すると、ロータ及びアーマチュアプレートには磁気回路が形成されて電磁吸引力が発生し、アーマチュアプレートが、ロータの側端面に係合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２９０６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、コイルは、通電されると電線自身の抵抗によって自己発熱し、温度が上昇する。このコイルの温度上昇によって、電線の抵抗値が大きくなる。また、印加電圧を一定にしてもコイルを流れる電流値は減少する。その結果、コイル温度が低い場合と比べて起磁力が小さくなり、吸引力は相対的に小さくなる。このため、コイルへの通電中の起磁力低下に伴い、電磁クラッチの性能や信頼性が損なわれるという不都合が生じる。
【０００７】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、コイルへの通電中の起磁力低下を低減することが可能な電磁クラッチを提供することを主たる課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明に係る電磁クラッチは、回転駆動源からの回転力を受けて回転するロータと、駆動軸に対して相対回転不能に連結されると共に、駆動軸と共に回転するハブと、このハブに連結され、前記ロータの側端面に対してギャップを隔てて対向配置されたアーマチュアプレートと、前記ロータの前記アーマチュアプレートと反対側に開口された環状収容空間に所定のクリアランスを介して収容され、ハウジングに対して取付部材を介して固定されたフィールドコイルと、前記フィールドコイルを構成するコイル収容ケース内に固定されたコイルと、を備え、前記コイル収容ケースに前記コイルから発生する熱を逃がす抜熱促進処理を施したことを特徴としている。
【０００９】
したがって、コイルへの通電によりコイルが自己発熱し、コイルの電線の抵抗値が上がるような場合でも、コイルから発生した熱は、コイル収容ケースに施された抜熱促進処理により逃げやすくなる。コイルの温度を従来に比べて低く保つことが可能となる。このため、電線の抵抗値が高くなることに起因する起磁力低下を防ぐことが可能となる。
【００１０】
ここで、抜熱促進処理は、前記コイル収容ケースの内面に伝熱塗料を塗布することで施すようにしてもよい。
このような構成においては、コイルから発生した熱は、樹脂モールドを介してコイル収容ケースに伝達される際にコイル収容ケースに伝達されやすくなり、コイルの温度上昇を低減することが可能となる。
【００１１】
また、抜熱促進処理は、前記コイル収容ケースの外面に放熱塗料を塗布することで施すようにしてもよい。
コイル収容ケースは、ロータの前記アーマチュアプレートと反対側に開口された環状収容空間に所定のクリアランスを介して収容されている。コイル収容ケースは、外面に放熱塗料を塗布することで、樹脂モールドを介してコイル収容ケースに伝達された熱がこのコイル収容ケースから放熱される際に放熱されやすくなる。これにより、コイルの温度上昇を低減することが可能となる。
【００１２】
コイル収容ケースの内面に塗布する伝熱塗料とコイル収容ケースの外面に塗布する放熱塗料は、いずれか一方を塗布するようにしても、両方を塗布するようにしてもよい。両方を塗布する場合には、伝熱塗料と放熱塗料は、それぞれの機能毎に最適な塗料を選択することが望ましい。また、伝熱にも放熱にも優れた塗料をコイル収容ケースの内面とコイル収容ケースの外面に塗布し、それぞれ伝熱塗料と放熱塗料として用いるようにしてもよい。
【００１３】
なお、以上のような電磁クラッチは、車両のエンジンルーム等のような過酷な環境下で所定の性能を維持するための圧縮機等に用いることが有用である。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように、本発明によれば、回転駆動源からの回転力を受けて回転するロータの、アーマチュアプレートと反対側に開口された環状収容空間に、フィールドコイルを収容し、このフィールドコイルを構成するコイル収容ケース内に固定されたコイルを収容する電磁クラッチにおいて、コイル収容ケースにコイルから発生する熱を逃がす抜熱促進処理を施すようにしたので、コイルへの通電によりコイルから発生した熱は、コイル収容ケースに施された抜熱促進処理により逃げやすくなる。これにより、コイルの温度を低く保つことが可能となり、コイルの抵抗値が高くなることに起因する起磁力低下を低減し、ひいては圧縮機の性能や信頼性の低下を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係る電磁クラッチの全体構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、電磁クラッチに用いられるロータと、これに収容されるコイル収容ケースと、このコイル収容ケースに収容されるコイルとを示す電磁クラッチの一部を示す拡大断面図である。図２（ａ）は、コイル収容ケースの内面に伝熱塗料を塗布した状態を示す図である。図２（ｂ）は、伝熱塗料をさらにコイルの表面にも塗布した状態を示す図である。
【図３】図３は、電磁クラッチに用いられるロータと、これに収容されるコイル収容ケースと、このコイル収容ケースに収容されるコイルとを示す電磁クラッチの一部を示す拡大断面図であり、コイル収容ケースの外面に放熱塗料を塗布した状態を示す図である。
【図４】図４は、電磁クラッチに用いられるロータと、これに収容されるコイル収容ケースと、このコイル収容ケースに収容されるコイルとを示す電磁クラッチの一部を示す拡大断面図である。図４（ａ）は、コイル収容ケースの内面に伝熱塗料を塗布し、また、コイル収容ケースの外面に放熱塗料を塗布した状態を示す図である。図４（ｂ）は、伝熱塗料をさらにコイルの表面にも塗布した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の電磁クラッチの実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１において、電磁クラッチ１は、エンジンやモータなどの動力源から従動機器である圧縮機２に対して回転動力を断続的に供給可能とするものである。電磁クラッチ１は、圧縮機２の駆動軸２ｂを中心としてベアリングを介してハウジング２ａに回転可能に支持されたロータ４と、このロータ４に対して軸方向で対峙し、駆動軸２ｂに回転不能に嵌合し連結するアーマチュアプレート５と、ロータ４の環状空間内部に収容され、通電することにより、ロータ４とアーマチュアプレート５とを経由する磁気回路を形成してアーマチュアプレート５をロータ４に係合させるための吸引力を発生させるフィールドコイル３と、圧縮機２の駆動軸２ｂに固装され、駆動軸２ｂと共に回転するハブ７と、アーマチュアプレート５に連結されたアウタープレート８と、ハブ７に連結されたインナープレート９と、これらアウタープレート８とインナープレート９との間に介在する弾性部材１０を有している。すなわち、アーマチュアプレート５は、アウタープレート８、弾性部材１０、インナープレート９を介してハブに連結している。
【００１８】
ロータ４は、磁性材により環状に形成されているもので、その外周に動力源と連結する連結ベルトを取り付けるための溝４ａが形成される。ロータ４は、内周にベアリング１５が設けられ、このベアリング１５を介して圧縮機２のハウジング２ａから駆動軸２ｂを挿通させるように延設された円筒部１６の外周に回転自在に外嵌されている。ロータ４の圧縮機２の本体とは反対側となる側端面４ｂは、ロータ４の軸心に対して略垂直となる平面状に形成され、アーマチュアプレート５と対峙する摩擦面を構成している。
【００１９】
アーマチュアプレート５は、磁性材により円板状に形成されているものである。アーマチュアプレート５は、アウタープレート８に固定され、ロータ４の側端面４ｂと僅かなギャップを隔てて対峙する側端面５ａを有している。この側端面５ａは、ロータ４の軸心に対して略垂直となる平面状に形成され、ロータ４と対峙する摩擦面を構成している。
【００２０】
コイル６は、コイル収容ケース１１に収容されている。このコイル収容ケース１１は、環状の鉄製容器によって構成され、一端が開放されてコイル６を収容するための環状溝１２を備えている。このコイル収容ケース１１は、前記ロータ４の前記アーマチュアプレート５と反対側に開口された環状収容空間４ｃに所定のクリアランスを介して収容され、圧縮機２のハウジング２ａに対して取付部材１７を介して固定されている。前記コイル６は、このコイル収容ケース１１の環状溝１２内に収容されたボビン１３に巻回されている。このボビン１３に巻回されたコイル６は、樹脂モールド１４によってコイル収容ケース１１内に固定されている。
したがって、ロータ４は、コイル６を収容したフィールドコイル３をアーマチュアプレート側から覆うように設けられ、このフィールドコイル３と摺接することなく、フィールドコイル３に沿って回転することになる。
【００２１】
なお、上述の例では、ハブ７とアーマチュアプレート５との間にアウタープレート８、弾性部材１０、インナープレート９を介在させた例を示したが、ハブ７にアーマチュアプレート５を連結させる態様については特に限定されるものではない。
【００２２】
以上の構成において、コイル収容ケース１１には、コイル６に通電した際に発生する熱を逃がす抜熱促進処理が施されている。
【００２３】
この例において、抜熱促進処理は、図２（ａ）に示されるように、コイル収容ケース１１の内面、すなわちコイル収容ケース１１と樹脂モールド１４との間に熱の伝達を促進する伝熱塗料２１を塗布することで施されている（図中太線部分）。
この伝熱塗料２１は、例えば、ＳＣＰ−１（株式会社塩原製作所製）の熱伝導ペーストを用いてもよく、コイル収容ケース１１の内面にハケやスプレー等によって塗布するとよい。
【００２４】
このような構成においては、コイル６が通電により自己発熱すると、その熱は、樹脂モールド１４に伝達され、この樹脂モールド１４から伝熱塗料２１を介してコイル収容ケース１１に効率よく伝達され、このコイル収容ケースから放熱される。したがって、コイル６が通電により自己発熱しても熱が効果的に抜熱されるので、コイル６の温度を低く保つことが可能となる。このため、コイルの通電中に電線の抵抗値が高くなって起磁力が低下する不都合を低減することが可能となり、圧縮機の性能や信頼性の低下を回避することが可能となる。
【００２５】
なお、以上の構成に加え、図２（ｂ）に示されるように、コイル６の表面に伝熱塗料２１を塗布し、このコイル６とコイル収容ケース１１の内面との間に樹脂モールド１４を流し込んで硬化させるようにしてもよい。このコイル６の周囲への伝熱塗料２１の塗布は、例えば、塗料槽にコイル６を浸けて全体に塗布するようにするとよい。
このような構成によれば、コイル６から樹脂モールド１４への熱伝達も効率よく行われるので、コイル６の温度低下を一層促進することが可能となる。
【００２６】
図３に抜熱促進処理の他の例が示されている。この例では、コイル収容ケース１１の外面に熱の放熱を促進する放熱塗料２２を塗布することで、抜熱促進処理が施されている（図中太線部分）。
この放熱塗料２２は、例えば、ＳＲＣ−１（株式会社塩原製作所製）の放熱ペーストを用いてもよく、コイル収容ケースの外面にハケやスプレー等によって塗布するとよい。
他の構成は前記構成例と同様であるので、同一箇所の同一符号を付して説明を省略する。
【００２７】
このような構成においては、コイル６が通電により発熱すると、その熱は、樹脂モールド１４に伝達され、この樹脂モールド１４からコイル収容ケース１１に伝達された後に放熱塗料２２を介して効率よく放熱される。したがって、コイル６が通電により発熱しても、熱が効果的に放熱されるので、コイル６の温度を低く保つことが可能となる。
【００２８】
なお、以上の構成に加え、上述の例においては、コイル収容ケース１１の開放端となる樹脂モールド１４の端面にも、放熱塗料２２を塗布するようにしてもよい。この樹脂モールド１４の端面への放熱塗料２２の塗布は、ハケやスプレー等によって塗布しても、コイル収容ケース１１の外面と共に塗料槽に浸けて全体に塗布するようにしてもよい。
【００２９】
なお、上述の説明においては、コイル６をコイル収容ケース１１内に樹脂モールド１４で固定する方法を示したが、コイル６をコイル収容ケース１１内に固定する方法はこれに限られず、例えばコイル収容ケース１１をカシメ変形させて、コイル６が巻回されたボビン１３を固定するようしてもよい
【００３０】
図４（ａ）に抜熱促進処理のさらに他の例が示されている。この例では、コイル収容ケース１１の内面１１ａ、すなわち環状溝１２を画成する壁面に熱の伝達を促進する伝熱塗料２１を塗布し、また、コイル収容ケース１１の外面にも熱の放熱を促進する放熱塗料２２を塗布することで、抜熱促進処理が施されている。他の構成は前記構成例と同様であるので、同一箇所の同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
このような構成においては、コイル６が通電により発熱すると、その熱は、樹脂モールド１４に伝達され、この樹脂モールド１４から伝熱塗料２１を介してコイル収容ケース１１に効率よく伝達され、このコイル収容ケース１１から放熱塗料２２を介して効率よく放熱される。したがって、コイル６が通電により発熱しても、熱が一層効果的に放熱されるので、コイル６の温度低下を促進することが可能となる。
【００３２】
なお、この例の伝熱塗料２１と放熱塗料２２は、それぞれ前記構成例と同様のものを用いて別々の塗料としてもよい。また、伝熱効果も放熱効果も得られる塗料であれば、同じ塗料を伝熱塗料２１と放熱塗料２２として用いてもよい。
さらに、図４（ｂ）に示されるように、コイル６の表面にも伝熱塗料２１を塗布し、コイル６から樹脂モールド１４への熱伝達をも効率よく行うようにしてもよい。
【００３３】
また、図３、図４、および上述の説明においては、放熱塗料２２をコイル収容ケース１１の外面にのみ施すようにしたが、取付部材１７を含んで放熱塗料２２を施すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  電磁クラッチ
２  圧縮機
２ａ  ハウジング
３  フィールドコイル
４  ロータ
５  アーマチュアプレート
６  コイル
１１  コイル収容ケース
１４  樹脂モールド
１７  取付部材
２１  電熱塗料
２２  放熱塗料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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