(57)【要約】【課題】使用開始初期であっても摩擦面同士の凝着及び溶着を生ずることがなく、しかも摩擦面に固着される摩擦材の表面加工を容易に行うことのできる電磁クラッチを提供する。【解決手段】ロータ１の摩擦面１ｂを樹脂を含むコーティング材８によって被覆することにより、各摩擦面１ｂ，３ｂを互いに滑りを生ずることなく瞬時に摩擦係合させることができるので、使用開始初期であっても各摩擦面１ｂ，３ｂの凝着及び溶着を生ずることがなく、各摩擦面１ｂ，３ｂの貼り付きを確実に防止することができる。また、摩擦面１ｂの摩擦材９を摩擦面１ｂに設けた溝１ｄに固着するようにしたので、溝１ｄの深さ分だけ摩擦材９の厚さ寸法を大きくすることができ、摩擦材９の加工を極めて容易に行うことができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの動力によって回転する入力側回転体と、入力側回転体と同軸状に回転可能な出力側回転体と、磁性体からなる各回転体の軸方向の対向面を互いに磁力によって吸引可能な電磁コイルとを備え、各回転体の対向面には互いに摩擦係合する摩擦面を形成するとともに、少なくとも一方の摩擦面には摩擦材を固着した電磁クラッチにおいて、
前記各摩擦面の少なくとも一方を樹脂を含むコーティング材によって被覆し、
前記摩擦材を摩擦面に設けた溝に固着した
ことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記コーティング材をコーティング対象面に所定の電荷を付与してコーティング塗料を付着させることによって形成した
ことを特徴とする請求項１記載の電磁クラッチ。
【請求項３】
前記摩擦材と摩擦面との間に０ｍｍから０．１ｍｍの段差を設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
前記段差を摩擦面の溝に固着した摩擦材を厚さ方向に切削することによって形成した
ことを特徴とする請求項３記載の電磁クラッチ。
【請求項５】
前記段差を予め所定の厚さ寸法に形成された摩擦材を摩擦面の溝に固着することによって形成した
ことを特徴とする請求項３記載の電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用空気調和装置の圧縮機に用いられる電磁クラッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の電磁クラッチとしては、外部からの動力によって回転する入力側回転体と、入力側回転体と同軸状に回転可能な出力側回転体と、磁性体からなる各回転体の軸方向の対向面を互いに磁力によって吸引可能な電磁コイルとを備え、各回転体の対向面には互いに摩擦係合する摩擦面を形成したものが知られている。
【０００３】
前記電磁クラッチにおいて、各摩擦面を磁性体の金属面同士を圧着させるように形成した場合、電磁クラッチの使用開始初期では各摩擦面が互いに馴染んでいないため、摩擦面同士の滑りによって各摩擦面に凝着または溶着が生じ、摩擦面同士の貼り付きを起こすという問題がある。
【０００４】
そこで、このような問題を解消するために、摩擦面を樹脂を含むコーティング材で被覆することにより、同種金属からなる各摩擦面の間にコーティング材を介在させて摩擦面同士の直接の接触を回避するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１１４２４１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記電磁クラッチでは、高速回転での動力伝達を確実に行うために、例えば高摩擦係数からなる摩擦材を摩擦面に固着し、摩擦材によって摩擦係数を増大させる場合もある。この場合、摩擦材を摩擦面に接着した後、切削加工によって摩擦材と摩擦面との段差が所定の寸法になるように表面加工を行っているが、摩擦材と摩擦面との段差は微小であるため、これを厳密に加工しようとすると、摩擦面上のコーティング材が摩擦材と共に削り取られて摩擦面の金属素地が再び露出し、凝着や溶着の防止効果が低下するという問題点があった。
【０００７】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、使用開始初期であっても摩擦面同士の凝着及び溶着を生ずることがなく、しかも摩擦面に固着される摩擦材の表面加工を容易に行うことのできる電磁クラッチを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１では、外部からの動力によって回転する入力側回転体と、入力側回転体と同軸状に回転可能な出力側回転体と、磁性体からなる各回転体の軸方向の対向面を互いに磁力によって吸引可能な電磁コイルとを備え、各回転体の対向面には互いに摩擦係合する摩擦面を形成するとともに、少なくとも一方の摩擦面には摩擦材を固着した電磁クラッチにおいて、前記各摩擦面の少なくとも一方を樹脂を含むコーティング材によって被覆し、前記摩擦材を摩擦面に設けた溝に固着している。これにより、摩擦材によって得られる高摩擦力により、各摩擦面が互いに滑りを生ずることなく瞬時に摩擦係合する。この場合、摩擦材が摩擦面の溝に固着されることから、溝の深さ分だけ摩擦材の厚さ寸法を大きくすることが可能となる。
【０００９】
また、請求項２では、請求項１記載の電磁クラッチにおいて、前記コーティング材をコーティング対象面に所定の電荷を付与してコーティング塗料を付着させることによって形成している。これにより、請求項１の作用に加え、摩擦面のコーティング材がコーティング塗料の電着により形成されることから、コーティング材が摩擦面に強固に被着する。
【００１０】
また、請求項３では、請求項１または２記載の電磁クラッチにおいて、前記摩擦材と摩擦面との間に０ｍｍから０．１ｍｍの段差を設けている。これにより、請求項１または２の作用に加え、摩擦材と摩擦面との段差を最適な大きさにすることができる。即ち、段差が０ｍｍよりも小さくなると、摩擦材が摩擦面に接触しなくなり、摩擦材による摩擦力が得られない。また、段差が０．１ｍｍを超えると各摩擦面間の距離が大きくなり、各摩擦面間の磁束量が不足して吸引力が低下する。
【００１１】
また、請求項４では、請求項３記載の電磁クラッチにおいて、前記段差を摩擦面の溝に固着した摩擦材を厚さ方向に切削することによって形成している。これにより、請求項３の作用に加え、摩擦面の溝に固着した摩擦材が厚さ方向に切削されることから、摩擦面上の摩擦材のみを加工することが可能となる。
【００１２】
また、請求項５では、請求項３記載の電磁クラッチにおいて、前記段差を予め所定の厚さ寸法に形成された摩擦材を摩擦面の溝に固着することによって形成している。これにより、請求項３の作用に加え、予め所定の厚さ寸法に形成しておいた摩擦材が摩擦面の溝に固着されることから、摩擦材を摩擦面に固着した後に加工することなく所望の段差を形成することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１乃至図７は本発明の一実施形態を示すもので、図１は電磁クラッチの側面断面図、図２はロータの側面断面図、図３はその正面図、図４はその要部側面断面図、図５は段差の大きさと吸引力の関係を示す図、図６は段差の形成例を示すロータの要部側面断面図、図７は段差の他の形成例を示すロータの要部側面断面図である。
【００１４】
この電磁クラッチは、車両用空気調和装置の圧縮機に用いられるもので、外部からの動力によって回転する入力側回転体としてのロータ１と、ロータ１と一体に回転するプーリ２と、ロータ１と同軸状に回転可能な出力側回転体としてのアーマチュア３と、アーマチュア３と一体に回転するインナーハブ４及びアウターハブ５と、ロータ１及びアーマチュア３の軸方向の対向面を磁力によって互いに吸着可能な電磁コイル６とを備えている。
【００１５】
ロータ１は環状に形成された鉄等の金属製磁性体からなり、その内周面をベアリング７を介して図示しない圧縮機本体に支持されるようになっている。ロータ１の一端面側には環状の凹部１ａが設けられ、凹部１ａ内には電磁コイル６が収容される。ロータ１の他端面にはアーマチュア３と対向する摩擦面１ｂが設けられ、摩擦面１ｂはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含むコーティング材８によって被覆されている。この場合、コーティング材８は、コーティング対象面に所定の電荷を付与してコーティング塗料を付着させることにより、１５〜３０μｍの厚さで摩擦面１ｂに電着される（例えば、カチオン電着塗装法）。また、摩擦面１ｂには周方向に延びる複数の長孔１ｃが設けられ、各長孔１ｃは凹部１ａと連通している。摩擦面１ｂには一部の長孔１ｃと連通する環状の溝１ｄが設けられ、溝１ｄには板状の高摩擦係数からなる環状の摩擦材９が接着により固着されている。この場合、摩擦材９は、アーマチュア３との接触面が摩擦面１ｂと同一平面をなすように形成されるか、或いは摩擦面１ｂとの間に０．１ｍｍ以下の段差Ａをなすようにアーマチュア３側に突出している。
【００１６】
プーリ２はロータ１の外周面に溶接等によって固着され、図示しない多段式のＶベルトが巻き掛けられるようになっている。
【００１７】
アーマチュア３は円板状に形成された鉄等の金属製磁性体からなり、その中央には円形の開口部３ａが設けられている。アーマチュア３の一端面にはロータ１の摩擦面１ｂと僅かな間隙を介して対向する摩擦面３ｂが設けられ、摩擦面３ｂはプレス加工の後、研磨加工を施すことによって形成されている。
【００１８】
アウターハブ４は環状に形成された金属製の部材からなり、アーマチュア３の他端面側に配置されている。アウターハブ４の周縁には径方向に延びるフランジ部４ａが設けられ、フランジ部４ａはリベット１０を介してアウターハブ４に連結されている。
【００１９】
インナーハブ５はアウターハブ４よりも外径の小さい略円板状の部材からなり、アウターハブ４の内側に配置されている。インナーハブ５の中央には図示しない圧縮機の入力軸に連結される連結部５ａが設けられ、連結部５ａはアーマチュア３の開口部３ａを介してロータ１の内側まで延びている。また、インナーハブ５の外周面とアウターハブ４の内周面は互いにゴム製の弾性ハブ１１を介して連結されており、弾性ハブ１１の弾性変形によってアウターハブ４及びアーマチュア３がロータ１側へ変位可能になっている。
【００２０】
電磁コイル６は絶縁皮膜を施した導線の巻線からなり、ステータ１２の内部にエポキシ等の樹脂部材によってモールド固定されている。ステータ１２は環状に形成された断面略コ字状の金属製磁性体からなり、ロータ１の凹部１ａ内に固定されている。また、ステータ１２は環状の連結部材１３を介して図示しない圧縮機本体に連結されるようになっている。
【００２１】
以上のように構成された電磁クラッチにおいては、図示しないエンジンの動力がプーリ２に入力されると、プーリ２と一体にロータ１が回転する。その際、電磁コイル６の通電停止時は、ロータ１の摩擦面１ｂとアーマチュア３の摩擦面３ｂが互いに間隔をおいて保持されているため、ロータ１がアーマチュア３に対して空転し、ロータ１の回転力はアーマチュア３に伝達されない。ここで、電磁コイル６が通電されると、電磁コイル６が磁力を発生し、電磁コイル６の磁力によってアーマチュア３がロータ１側に吸引される。これにより、各摩擦面１ｂ，３ｂが互いに圧着して摩擦係合し、ロータ１の回転力がアーマチュア３に伝達される。その際、ロータ１の摩擦面１ｂにはコーティング材８が施されているため、アーマチュア３の摩擦面３ｂはロータ１のコーティング材８に圧着する。ロータ１の摩擦面１ｂが高回転でアーマチュア３の摩擦面３ａに圧着した場合は、各摩擦面１ｂ，３ｂに過大な伝達トルクが生ずるが、ロータ１の摩擦面１ｂには摩擦材９が固着されているため、摩擦材９の高摩擦係数により、高速回転での動力伝達が確実に行われる。
【００２２】
このように、本実施形態の電磁クラッチによれば、ロータ１の摩擦面１ｂを樹脂を含むコーティング材８によって被覆することにより、ロータ１の摩擦面１ｂとアーマチュア３の摩擦面３ａとをコーティング材８を介して圧着させるようにしたので、同種金属からなる摩擦面１ｂ，３ｂ同士が直接接触することがない。従って、使用開始初期であっても各摩擦面１ｂ，３ｂの凝着及び溶着を生ずることがなく、各摩擦面１ｂ，３ｂの貼り付きを確実に防止することができる。
【００２３】
この場合、ロータ１の摩擦面１ｂに固着した摩擦材９によって高速回転での動力伝達も確実に行うことができ、しかも摩擦材９をロータ１の摩擦面１ｂに設けた溝１ｄに固着するようにしたので、溝１ｄの深さ分だけ摩擦材９の厚さ寸法を大きくすることができ、摩擦材９の加工を極めて容易に行うことができる。
【００２４】
また、コーティング対象面に所定の電荷を付与してコーティング塗料を付着させることにより、ロータ１の摩擦面１ｂをコーティング材８によって被覆するようにしたので、コーティング材８をコーティング塗料の電着によってロータ１の金属面に強固に被着させることができ、コーティング材８の耐久性を高めることができる。
【００２５】
更に、摩擦材９と摩擦面１ｂとの段差Ａを０ｍｍから０．１ｍｍに形成したので、摩擦材９による摩擦力を常に効果的に発生させることができる。即ち、図５に示すようにロータ１の摩擦面１ｂと摩擦材９との段差Ａが０ｍｍよりも小さくなると、摩擦材９がアーマチュア３の摩擦面３ｂに接触しなくなり、摩擦材９による摩擦力が得られない。また、段差Ａが０．１ｍｍを超えると各摩擦面１ｂ，３ｂ間の距離が大きくなり、各摩擦面１ｂ，３ｂ間の磁束量が不足して吸引力が低下する。従って、摩擦材９と摩擦面１ｂとの段差Ａを０ｍｍから０．１ｍｍに形成することにより、段差Ａを最適な大きさにすることができる。
【００２６】
前記段差Ａを形成する際、図６に示すように摩擦面１ｂの溝１ｄに固着された摩擦材９を切削工具Ｂによって厚さ方向に切削するようにすれば、摩擦面１ｂ上の摩擦材９のみを表面加工することができ、加工時間の短縮及び製造コストの低減を図ることができる。尚、同図における切削工具Ｂは概略的に示したもので、実際は旋盤等を用いて加工される。
【００２７】
また、段差Ａの他の形成例として、図７に示すように予め所定の厚さ寸法Ｔに形成しておいた摩擦材９を摩擦面１ｂの溝１ｄに固着するようにすれば、摩擦材９を摩擦面１ｂに固着した後に加工することなく所望の段差Ａを形成することができ、前述と同様、加工時間の短縮及び製造コストの低減を図ることができる。この場合、摩擦材９の厚さ寸法Ｔは、溝１ｄの深さＤと段差Ａとを加えた寸法となる。
【００２８】
更に、前述の何れの形成例においても、摩擦材９のみの加工が可能となるため、摩擦面１ｂのコーティング材８が摩擦材９の加工によって削り取られることがなく、コーティング材８による凝着及び溶着の防止効果を損なうことないという利点がある。
【００２９】
尚、前記実施形態では、コーティング材８及び摩擦材９をロータ１の摩擦面１ｂに設けたものを示したが、アーマチュア３の摩擦面３ｂに設けたものであってもよい。
【００３０】
また、本発明の電磁クラッチは、車両用空気調和装置の圧縮機に限らず、各種機械装置等に動力伝達機構として用いることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の電磁クラッチによれば、各摩擦面を互いに滑りを生ずることなく瞬時に摩擦係合させることができるので、使用開始初期であっても各摩擦面同士の凝着及び溶着を生ずることがなく、摩擦面同士の貼り付きを確実に防止することができる。この場合、摩擦面に固着した摩擦材により高速回転での動力伝達も確実に行うことができる、しかも摩擦材の厚さ寸法を大きくすることができるので、摩擦材の加工を極めて容易に行うことができる。
【００３２】
また、請求項２の電磁クラッチによれば、請求項１の効果に加え、摩擦面を被覆するコーティング材を摩擦面に強固に被着させることができるので、コーティング材の耐久性を高めることができる。
【００３３】
また、請求項３の電磁クラッチによれば、請求項１または２の効果に加え、摩擦材と摩擦面との段差を最適な大きさにすることができるので、摩擦材による摩擦力を常に効果的に発生させることができる。
【００３４】
また、請求項４または５の電磁クラッチによれば、請求項３の効果に加え、摩擦材のみの加工が可能となるので、加工時間の短縮及び製造コストの低減を図ることができ、しかも摩擦面のコーティング材が摩擦材の加工によって削り取られることもないので、コーティング材による凝着及び溶着の防止効果を損なうことないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す電磁クラッチの側面断面図
【図２】ロータの側面断面図
【図３】ロータの正面図
【図４】ロータの要部側面断面図
【図５】段差の大きさと吸引力の関係を示す図
【図６】段差の形成例を示すロータの要部側面断面図
【図７】段差の他の形成例を示すロータの要部側面断面図
【符号の説明】
１…ロータ、１ｂ…摩擦面、１ｄ…溝、３…アーマチュア、３ｂ…摩擦面、６…電磁コイル、８…コーティング材、９…摩擦材、Ａ…段差。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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