(57)【要約】【課題】  効率のよい磁束の流れとすることができる電磁クラッチ及び気体圧縮機を提供する。【解決手段】  円環状の電磁コイル８３を収容したコイルケース８４と、前記コイルケース８４を収容した凹溝８１ｆを有するプーリ８１と、を備え、前記コイルケース８４の内周面８４ｄと、前記コイルケース８４の内周面８４ｄに対向する、前記凹溝８１ｆの外周面８１ｄと、の間の前記電磁コイル８３の径方向Ｙの距離Ａは、前記コイルケース８４の外周面８４ｅと、前記コイルケース８４の外周面８４ｅと対向する前記凹溝８１ｆの内周面８１ｅと、の間の前記径方向Ｙの距離Ｂより大きい。【選択図】図３
2019211036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の電磁コイルを収容したコイルケースと、
前記コイルケースを収容した凹溝を有するプーリと、を備え、
前記コイルケースの内周面と、前記コイルケースの内周面に対向する、前記凹溝の外周面と、の間の前記電磁コイルの径方向の距離は、
前記コイルケースの外周面と、前記コイルケースの外周面と対向する前記凹溝の内周面と、の間の前記径方向の距離より大きい
ことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記コイルケースの内周面と、前記凹溝の外周面と、の間の隙間の、前記径方向における断面積は、
前記コイルケースの外周面と、前記凹溝の内周面と、の間の隙間の、前記径方向における断面積と、略同じである
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】
前記コイルケースの内周面は、前記電磁コイルの中心軸に対して、傾斜する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
前記コイルケースの内周面は、前記中心軸に対して、前記コイルケースの外周面より大きく傾斜する
ことを特徴とする、請求項３に記載の電磁クラッチ。
【請求項５】
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の電磁クラッチと、
前記電磁クラッチにより動力の供給が断接される回転シャフトを含む圧縮機本体と、を備えた気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円環状の電磁コイルを有する電磁クラッチ及び気体圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気性能の低下を抑制した電磁クラッチが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、ロータの外側円筒部及び内側円筒部の軸線方向における厚さを変化させると共に、ステータの外側円筒部及び内側円筒部の軸線方向における厚さを変化させる電磁クラッチが開示されている。これにより、磁気性能の低下を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１２１７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の電磁クラッチは、ステータの外側円筒部の外周面と、ロータの外側円筒部の内周面との間の隙間と、ステータの内側円筒部の内周面と、ロータの内側円筒部の外周面との間の隙間とは、均等な隙間となるように設定される構成であり、効率のよい磁束の流れとすることができない、という問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、効率のよい磁束の流れとすることができる電磁クラッチ及び気体圧縮機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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の電磁クラッチは、円環状の電磁コイルを収容したコイルケースと、前記コイルケースを収容した凹溝を有するプーリと、を備え、前記コイルケースの内周面と、前記コイルケースの内周面に対向する、前記凹溝の外周面と、の間の前記電磁コイルの径方向の距離は、前記コイルケースの外周面と、前記コイルケースの外周面と対向する前記凹溝の内周面と、の間の前記径方向の距離より大きいことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の気体圧縮機は、前記電磁クラッチにより動力の供給が断接される回転シャフトを含む圧縮機本体を備えた気体圧縮機において、前記電磁クラッチは、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の電磁クラッチであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された本発明の電磁クラッチ及び気体圧縮機では、効率のよい磁束の流れとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１のコンプレッサの構成を示す断面図である。
【図２】実施例１の電磁クラッチの全体構成を示す断面図である。
【図３】実施例１の電磁クラッチの詳細構成を示す断面図である。
【図４】実施例１の電磁クラッチを中心軸に垂直方向の断面を示す断面図である。
【図５】実施例１の電磁クラッチの作用を説明する説明図である。
【図６】比較例の電磁クラッチを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明による電磁クラッチを実現する実施形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
実施例１の電磁クラッチは、気体圧縮機としてのベーンロータリ形式のコンプレッサに適用される。
【００１３】
［コンプレッサの構成］
図１は、実施例１のコンプレッサの構成を示す断面図である。以下、図１に基づいて、実施例１のコンプレッサの構成を説明する。
【００１４】
コンプレッサ１００は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空調システムの一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（いずれも図示を省略する）とともに冷却媒体の循環経路上に設けられている。なお、この空調システムは、例えば、車両（自動車など）の車室内の温度調整を行うための空調装置である。
【００１５】
コンプレッサ１００は、蒸発器から取り入れた気体の冷却媒体としての冷媒ガスＧを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスＧを凝縮器に供給する。凝縮器は圧縮された冷媒ガスＧを液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。そして、高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状の冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、気化熱を奪うことで蒸発器の周囲の空気を冷却する。気化して気体となった冷媒ガスＧはコンプレッサ１００に戻される。
【００１６】
コンプレッサ１００は、図１に示すように、一端が開口し他端が閉じた略円筒状の本体ケース１１と、本体ケース１１の一端側の開口を塞ぐフロントヘッド１２と、により形成されたハウジング１０を有している。本体ケース１１とフロントヘッド１２とは、複数本の六角ボルト等で締結されて、内部に空間を形成している。ハウジング１０の内部の空間に、圧縮機本体６０と油分離器７０とが配置されている。ハウジング１０には、リテーナ（スナップリング）８８により、回転シャフト５１に結合された電磁クラッチ８０が固定されている。
【００１７】
フロントヘッド１２は、蒸発器から低圧の冷媒ガスＧをハウジング１０の内部に吸入する吸入ポート１２ａを有している。本体ケース１１は、ハウジング１０の内部から高温、高圧の冷媒ガスＧを凝縮器に吐出する吐出ポート１１ａを有している。
【００１８】
ハウジング１０の内部の空間は、圧縮機本体６０によって、吸入ポート１２ａに通じた吸入室１３と、吐出ポート１１ａに通じた吐出室１４とに仕切られている。
【００１９】
圧縮機本体６０は、例えばベーンロータリ形式の圧縮機であり、吸入室１３を通じて吸低圧の冷媒ガスＧを吸入して、高温、高圧の冷媒ガスＧに圧縮し、油分離器７０を通じて吐出室１４に吐出する。圧縮機本体６０は、ハウジング１０の外部である大気側まで延びた回転シャフト５１と、ロータ５０と、シリンダ４０と、例えば５枚のベーン５８と、吸入室１３の側に配置されるフロントサイドブロック２０と、吐出室１４の側に配置されるリアサイドブロック３０と、を備えている。
【００２０】
回転シャフト５１は、フロントサイドブロック２０の軸受２７及びリアサイドブロック３０の軸受３７に支持されている。また、回転シャフト５１には、フロントヘッド１２に支持されたリップシールが接している。リップシールは、ハウジング１０の内部側（吸入室１３）と大気側とを仕切っている。
【００２１】
［電磁クラッチの全体構成］
図２は、実施例１の電磁クラッチの全体構成を示す断面図である。以下、図２に基づいて、実施例１の電磁クラッチの全体構成を説明する。
【００２２】
電磁クラッチ８０は、回転シャフト５１への動力の供給を断接する。電磁クラッチ８０は、プーリ８１と、アーマチュア８２と、電磁コイル８３と、コイルケース８４と、フランジプレート８５と、を備える。
【００２３】
プーリ８１は、鉄等の磁性体で構成される。プーリ８１は、コンプレッサ１００が搭載される車両からの動力を受けて回転する。プーリ８１は、フロントヘッド１２に、ベアリング１７を介して結合されている。
【００２４】
アーマチュア８２は、鉄等の磁性体で構成される。アーマチュア８２は、回転シャフト５１に結合される。アーマチュア８２は、電磁コイル８３の通電によって発生した磁束によりプーリ８１の外面に接し、電磁コイル８３の通電停止によって磁束が消失することによりプーリ８１の外面から離れる。
【００２５】
電磁コイル８３は、銅線が巻き回されて形成される。電磁コイル８３は、回転シャフト５１の中心軸Ｃ１の回りに、円環状に形成されている。すわなち、円環状の電磁コイル８３の中心軸Ｃ２は、回転シャフト５１の中心軸Ｃ１と一致する。電磁コイル８３には、電源供給用コネクタを介して電源が供給される。
【００２６】
コイルケース８４は、鉄等の磁性体で構成される。コイルケース８４は、電磁コイル８３を収容する。
【００２７】
フランジプレート８５は、コイルケース８４に接合されて、コンプレッサ１００のフロントヘッド１２に固定される。
【００２８】
［電磁クラッチの詳細構成］
図３は、実施例１の電磁クラッチの詳細構成を示す断面図である。図４は、実施例１の電磁クラッチを中心軸Ｃ２に垂直方向の断面を示す断面図である。以下、図３及び図４に基づいて、実施例１の電磁クラッチの詳細構成を説明する。なお、電磁コイル８３の軸方向を軸方向Ｘとし、電磁コイル８３の径方向を径方向Ｙとする。
【００２９】
コイルケース８４は、円環状に形成され、図３に示すように、底部８４ａと、内輪部８４ｂと、外輪部８４ｃと、から構成される。底部８４ａと、内輪部８４ｂと、外輪部８４ｃとに囲まれた収容空間８４ｆに、電磁コイル８３が収容される。
【００３０】
底部８４ａは、フランジプレート８５に接続される。
【００３１】
内輪部８４ｂは、底部８４ａの内側の端部から、軸方向Ｘに、アーマチュア８２に向けて延在する。内輪部８４ｂの内周面８４ｄは、アーマチュア８２に近づくにつれて拡径するように傾斜するテーパ形状を有する。すなわち、内輪部８４ｂは、アーマチュア８２に近づくにつれて肉厚が薄くなる。なお、内輪部８４ｂの内周面８４ｄは、コイルケース８４の内周面として構成される。
【００３２】
外輪部８４ｃは、底部８４ａの外側の端部から、軸方向Ｘに、アーマチュア８２に向けて延在する。外輪部８４ｃの外周面８４ｅは、アーマチュア８２に近づくにつれて縮径するように傾斜するテーパ形状を有する。すなわち、外輪部８４ｃは、アーマチュア８２に近づくにつれて肉厚が薄くなる。なお、外輪部８４ｃの外周面８４ｅは、コイルケース８４の外周面として構成される。
【００３３】
外輪部８４ｃの外周面８４ｅの傾斜角度は、内輪部の内周面８４ｄの傾斜角度に比べて小さく形成される。
【００３４】
プーリ８１は、円環状に形成され、底部８１ａと、内輪部８１ｂと、外輪部８１ｃと、から構成される。底部８１ａと、内輪部８１ｂと、外輪部８１ｃとに囲まれて形成された凹溝８１ｆに、コイルケース８４が収容される。
【００３５】
底部８１ａは、コイルケース８４の内輪部８４ｂの先端より、アーマチュア８２側に設けられる。
【００３６】
内輪部８１ｂは、底部８１ａの内側の端部から、軸方向Ｘに、アーマチュア８２と反対側に向けて延在する。内輪部８１ｂの外周面８１ｄは、アーマチュア８２から離れるにつれて縮径するテーパ形状を有する。すなわち、内輪部８１ｂは、アーマチュア８２から離れるにつれて肉厚が薄くなる。なお、内輪部８１ｂの外周面８１ｄは、凹溝８１ｆの外周面として構成される。プーリ８１の内輪部８１ｂの外周面８１ｄは、コイルケース８４の内輪部８４ｂの内周面８４ｄと対向する。
【００３７】
外輪部８１ｃは、底部８１ａの外側の端部から、軸方向Ｘに、アーマチュア８２と反対側に向けて延在する。外輪部８１ｃの内周面８１ｅは、アーマチュア８２から離れるにつれて拡径するように傾斜するテーパ形状を有する。すなわち、外輪部８１ｃは、フランジプレート８５に近づくにつれて肉厚が薄くなる。なお、外輪部８１ｃの内周面８１ｅは、凹溝８１ｆの内周面として構成される。プーリ８１の外輪部８１ｃの内周面８１ｅは、コイルケース８４の外輪部８４ｃの外周面８４ｅと対向する。
【００３８】
外輪部８１ｃの内周面８１ｅの傾斜角度は、内輪部８１ｂの外周面８１ｄの傾斜角度に比べて小さく形成される。
【００３９】
コイルケース８４の内輪部８４ｂの内周面８４ｄと、プーリ８１の内輪部８１ｂの外周面８１ｄとの径方向Ｙにおける距離Ａは、コイルケース８４の外輪部８４ｃの外周面８４ｅと、プーリ８１の外輪部８１ｃの内周面８１ｅとの径方向Ｙにおける距離Ｂより大きく形成される。
【００４０】
図４に示すように、軸方向Ｘに垂直断面において、コイルケース８４の内輪部８４ｂの内周面８４ｄと、プーリ８１の内輪部８１ｂの外周面８１ｄとの間に、断面積Ｍの空隙が形成される。軸方向Ｘに垂直断面において、コイルケース８４の外輪部８４ｃの外周面８４ｅと、プーリ８１の外輪部８１ｃの内周面８１ｅとの間に、断面積Ｎの空隙が形成される。
【００４１】
断面積Ｍは、断面積Ｎと同じ断面積になるように、形成される。すなわち、距離Ａを距離Ｂより大きく形成して、断面積Ｍと断面積Ｎとを同じ断面積に形成する。
【００４２】
［電磁クラッチの作用］
図５は、実施例１の電磁クラッチ８０の作用を説明する説明図である。図６は、比較例の電磁クラッチを説明する説明図である。以下、実施例１の電磁クラッチ８０の作用について説明する。
【００４３】
実施例１の電磁クラッチ８０では、円環状の電磁コイル８３を収容したコイルケース８４と、コイルケース８４を収容した凹溝８１ｆを有するプーリ８１と、を備え、コイルケース８４の内周面８４ｄと、コイルケース８４の内周面８４ｄに対向する、凹溝８１ｆの外周面８１ｄと、の間の電磁コイル８３の径方向Ｙの距離Ａは、コイルケース８４の外周面８４ｅと、コイルケース８４の外周面８４ｅと対向する、凹溝８１ｆの内周面８１ｅと、の間の径方向Ｙの距離Ｂより大きい（図３）。
【００４４】
これにより、コイルケース８４の内周面８４ｄと凹溝８１ｆの外周面８１ｄとの間の空隙の、径方向Ｙの断面積Ｍを、コイルケース８４の外周面８４ｅと凹溝８１ｆの内周面８１ｅとの間の空隙の、径方向Ｙの断面積Ｎと略同じにすることができる。そのため、図５に示すように、コイルケース８４の内周面８４ｄと凹溝８１ｆの外周面８１ｄとの間の空隙における磁束密度と、コイルケース８４の外周面８４ｅと凹溝８１ｆの内周面８１ｅとの間の空隙における磁束密度とを同じ密度にすることができる。その結果、均一な磁束の流れとして、効率のよい磁束の流れとすることができる。
【００４５】
一方、図６に示すように、コイルケース８４の内周面８４ｄと、コイルケース８４の内周面８４ｄに対向する、凹溝８１ｆの外周面８１ｄと、の間の電磁コイル８３の径方向Ｙの距離Ｄが、コイルケース８４の外周面８４ｅと、コイルケース８４の外周面８４ｅと対向する凹溝８１ｆの内周面８１ｅと、の間の径方向Ｙの距離Ｄと同じ場合、コイルケース８４の内周面８４ｄと凹溝８１ｆの外周面８１ｄとの間の空隙の、径方向Ｙの断面積は、コイルケース８４の外周面８４ｅと凹溝８１ｆの内周面８１ｅとの間の空隙の、径方向Ｙの断面積と異なることになる。そのため、コイルケース８４の内周面８４ｄと凹溝８１ｆの外周面８１ｄとの間の空隙における磁束密度と、コイルケース８４の外周面８４ｅと凹溝８１ｆの内周面８１ｅとの間の空隙における磁束密度とが異なる。その結果、均一な磁束の流れとならず、効率のよい磁束の流れとすることができない。
【００４６】
実施例１の電磁クラッチ８０では、コイルケース８４の内周面８４ｄと、凹溝８１ｆの外周面８１ｄと、の間の隙間の、径方向Ｙにおける断面積Ｍは、コイルケース８４の外周面８４ｅと、凹溝８１ｆの内周面８１ｅと、の間の隙間の、径方向Ｙにおける断面積Ｎと、略同じである（図４）。
【００４７】
これにより、コイルケース８４の内周面８４ｄと凹溝８１ｆの外周面８１ｄとの間の空隙における磁束密度と、コイルケース８４の外周面８４ｅと凹溝８１ｆの内周面８１ｅとの間の空隙における磁束密度と、同じ密度にすることができる。その結果、均一な磁束の流れとし、効率のよい磁束の流れとすることができる。
【００４８】
実施例１の電磁クラッチ８０では、コイルケース８４の内周面８４ｄは、電磁コイル８３の中心軸Ｃ２に対して、傾斜する（図３）。
【００４９】
これにより、コイルケース８４とプーリ８１の径方向Ｙのサイズを大きくすることなく、コイルケース８４の内周面８４ｄと凹溝８１ｆの外周面８１ｄとの間の径方向Ｙの距離Ａを、コイルケース８４の外周面８４ｅと凹溝８１ｆの内周面８１ｅとの間の径方向Ｙの距離Ｂより大きくすることができる。そのため、コイルケース８４とプーリ８１の径方向Ｙのサイズを大きくすることなく、コイルケース８４の内周面８４ｄと凹溝８１ｆの外周面８１ｄとの間の空隙の、径方向Ｙの断面積Ｍを増やすことができる。その結果、コイルケース８４とプーリ８１の径方向Ｙのサイズを大きくすることなく、コイルケース８４の内周面８４ｄと凹溝８１ｆの外周面８１ｄとの間の空隙における磁束密度と、コイルケース８４の外周面８４ｅと凹溝８１ｆの内周面８１ｅとの間の空隙における磁束密度と、を同じ密度にすることができる。その結果、均一な磁束の流れとし、効率のよい磁束の流れとすることができる。
【００５０】
また、コイルケース８４の内周面８４ｄが傾斜することで、コイルケース８４とプーリ８１とが干渉し易くなるところ、コイルケース８４の内周面８４ｄと凹溝８１ｆの外周面８１ｄとの間の、径方向Ｙの距離Ａを、コイルケース８４の外周面８４ｅと凹溝８１ｆの内周面８１ｅとの間の径方向Ｙの距離Ｂより大きくし、コイルケース８４とプーリ８１と干渉を防止することができる。
【００５１】
また、コイルケース８４とプーリ８１の肉厚を軸方向Ｘで変化させることができる。そのため、コイルケース８４及びプーリ８１の磁束が流れる部分（磁路）の断面の大きさを調整することができる。そのため、効率のよい磁束の流れとすることができる。
【００５２】
実施例１の電磁クラッチ８０では、コイルケース８４の内周面８４ｄは、中心軸Ｃ２に対して、コイルケース８４の外周面８４ｅより大きく傾斜する（図３）。
【００５３】
これにより、コイルケース８４の内周面８４ｄと凹溝８１ｆの外周面８１ｄとの間の、径方向Ｙの距離Ａを、コイルケース８４の外周面８４ｅと凹溝８１ｆの内周面８１ｅとの間の径方向Ｙの距離Ｂより大きくし、コイルケース８４とプーリ８１と干渉を防止することができる。
【００５４】
以上、本発明の電磁クラッチを実施例１に基づき説明した。しかし、具体的な構成と動作については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５５】
実施例１では、コイルケース８４の内周面８４ｄと、凹溝８１ｆの外周面８１ｄとをテーパ形状とすることで、距離Ａを距離Ｂより大きくする例を示した。しかし、コイルケース８４の内周面８４ｄと、凹溝８１ｆの外周面８１ｄとをテーパ形状としなくても、距離Ａを距離Ｂより大きくしてもよい。
【００５６】
実施例１では、本発明の気体圧縮機をベーンロータリ形式のコンプレッサとする例を示した。しかし、本発明の気体圧縮機としては、ベーンロータリ形式のコンプレッサに限定されるものではない。したがって、本発明の気体圧縮機は、ベーンロータリ形式以外の形式の気体圧縮機（斜板式の気体圧縮機、スクロール形式の気体圧縮機）にも適用できる。
【符号の説明】
【００５７】
５１    回転シャフト
６０    圧縮機本体
８０    電磁クラッチ
８１    プーリ
８１ｆ  凹溝
８１ｄ  外周面
８３    電磁コイル
８４    コイルケース
８４ｄ  内周面
１００  コンプレッサ（気体圧縮機）
Ｍ      断面積
Ｎ      断面積
【図１】
2019211036.tif 000003
【図２】
2019211036.tif 000004
【図３】
2019211036.tif 000005
【図４】
2019211036.tif 000006
【図５】
2019211036.tif 000007
【図６】
2019211036.tif 000008