(57)【要約】【課題】クラッチを小型化した際に、ロータとアーマチャの間の磁気吸引力の大幅な低下を抑制する。【解決手段】クラッチは、ロータ１０と、アーマチャ２０とを備える。ロータ１０の接触面１３ａには、外周側磁気遮断部としての第１スリット１３ｃと、第１スリット１３ｃよりも回転中心側に配置された内周側磁気遮断部としての第３スリット１３ｄが形成されている。アーマチャ２０の接触面２０ａには、第１スリット１３ｃよりも回転中心側に配置されたアーマチャ側磁気遮断部としての第２スリット２０ｃが形成されている。さらに、アーマチャ２０の接触面２０ａには、円環形状であって、円周方向全域にわたって連続している摩擦材４１が設置されている。摩擦材４１は、第２スリット２０ｃに対して回転中心線Ｏの軸線方向で重なる位置に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料で構成され、駆動源からの回転駆動力を受けて、回転中心線（Ｏ）を中心に回転するロータ（１０）と、
磁性材料で構成され、磁力によって前記ロータに吸着されることにより、前記回転駆動力が伝達されるアーマチャ（２０）とを備え、
前記ロータと前記アーマチャのそれぞれは、前記アーマチャが前記ロータに吸着された際に相手側と接触する接触面（１３ａ、２０ａ）を有し、
前記ロータの接触面（１３ａ）には、前記回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断する外周側磁気遮断部（１３ｃ）と、前記外周側磁気遮断部よりも回転中心側に配置され、前記回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断する内周側磁気遮断部（１３ｄ、１３ｅ）とが形成されており、
前記アーマチャの接触面（２０ａ）には、前記外周側磁気遮断部よりも回転中心側に配置され、前記回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断するアーマチャ側磁気遮断部（２０ｃ、２０ｄ）が形成されており、
さらに、前記アーマチャの接触面には、円周方向全域にわたって連続している円環形状であって、非磁性材料で構成された摩擦材（４１、４５）が設置されており、
前記摩擦材は、前記アーマチャ側磁気遮断部に対して前記回転中心線の軸線方向で重なる位置に配置されているクラッチ。
【請求項２】
磁性材料で構成され、駆動源からの回転駆動力を受けて、回転中心線（Ｏ）を中心に回転するロータ（１０）と、
磁性材料で構成され、磁力によって前記ロータに吸着されることにより、前記回転駆動力が伝達されるアーマチャ（２０）とを備え、
前記ロータと前記アーマチャのそれぞれは、前記アーマチャが前記ロータに吸着された際に相手側と接触する接触面（１３ａ、２０ａ）を有し、
前記ロータの接触面（１３ａ）には、前記回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断する外周側磁気遮断部（１３ｃ）と、前記外周側磁気遮断部よりも回転中心側に配置され、前記回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断する内周側磁気遮断部（１３ｄ、１３ｅ）とが形成されており、
前記アーマチャの接触面（２０ａ）には、前記外周側磁気遮断部よりも回転中心側に配置され、前記回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断するアーマチャ側磁気遮断部（２０ｃ、２０ｄ）が形成されており、
さらに、前記ロータの接触面には、円周方向全域にわたって連続している円環形状であって、非磁性材料で構成された摩擦材（４３、４７）が設置されており、
前記摩擦材は、前記内周側磁気遮断部に対して前記回転中心線の軸線方向で重なる位置に配置されているクラッチ。
【請求項３】
前記内周側磁気遮断部（１３ｄ）は、１つであり、
前記アーマチャ側磁気遮断部（２０ｃ）は、１つであり、
前記アーマチャ側磁気遮断部は、前記内周側磁気遮断部よりも前記アーマチャの径方向外側に配置されている請求項１または２に記載のクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乾式単板の電磁クラッチは、磁力によってアーマチャがロータに吸着された際に、ロータの接触面とアーマチャの接触面とが接触する。電磁クラッチの伝達トルクは、ロータの接触面とアーマチャの接触面との間の摩擦係数、ロータとアーマチャとの間の磁気吸引力および有効摩擦半径の積で表される。このため、従来のクラッチでは、接触面全体の摩擦係数を高めて伝達トルクを向上させるために、ロータの接触面に摩擦材が配置されている（例えば、特許文献１参照）。摩擦材は、ロータの接触面のうち磁性材料で構成されている磁性材料部分と比較して、アーマチャの接触面との摩擦係数が高い材料で構成されている。また、摩擦材は、非磁性材料で構成されており、円環形状である。
【０００３】
ここで、効果的に伝達トルクを向上させるためには、摩擦材の有効摩擦半径を可能な限り大きくすることが望ましい。さらに、非磁性材料である摩擦材によって、接触面における磁束の通路である磁性材料部分の面積が小さくなって、磁気効率が悪化することをできるだけ抑制することが望ましい。
【０００４】
このため、従来のクラッチでは、ロータの接触面に形成されている複数の磁気遮断部のうち最も外側に位置する外周側の磁気遮断部に対して、ロータの回転中心線の軸線方向で重なる位置に配置されていた。複数の磁気遮断部は、ロータとアーマチャとの間の磁気回路を形成するためのものである。複数の磁気遮断部は、回転中心線を中心とする同心円状に形成されている。換言すると、複数の磁気遮断部は、回転中心線を中心とする円環形状であって、それぞれの半径が異なっている。摩擦材の帯幅、すなわち、摩擦材の径方向での幅は、外周側の磁気遮断部の径方向での幅よりも大きい。このため、摩擦材の設置によって、摩擦材を設置しない場合と比較して、ロータの接触面における磁性材料部分の面積は減少している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１５９８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両に搭載される電磁クラッチにおいては、近年の燃費規制に伴い電磁クラッチの軽量化、すなわち、小型化のニーズが高まっている。ここでいう電磁クラッチの小型化とは、電磁クラッチの小径化を意味する。
【０００７】
しかし、電磁クラッチを小型化すると、小型化前と比較して、ロータの接触面およびアーマチャの接触面の面積が減少する。例えば、ロータの接触面の内径を変更せず、外径を小さく変更すると、ロータの接触面の面積が減少する。このため、ロータの接触面における磁性材料部分の面積が減少する。磁性材料部分の面積が減少すると、磁気効率が悪化し、ロータとアーマチャとの間の磁気吸引力が低下してしまう。
【０００８】
このとき、上記した従来の電磁クラッチと同様に、非磁性材料で構成された円環形状の摩擦材を、ロータの接触面のうち外周側の磁気遮断部に対して、軸線方向で重なる位置に配置することが考えられる。この摩擦材の径方向での幅寸法は、磁気遮断部の径方向での幅寸法よりも大きい。この場合、ロータの接触面における磁性材料部分の面積がさらに減少してしまう。この結果、小型化された電磁クラッチは、小型化前の従来の電磁クラッチと比較して、磁気吸引力が大幅に低下し、所望の伝達トルクが得られないという問題が生じる。
【０００９】
なお、摩擦材の設置による磁性材料部分の面積の減少を抑制するために、配置場所を従来の電磁クラッチと同じとしつつ、円環形状の摩擦材の径方向での幅を小さくすることが考えられる。摩擦材の径方向での幅とは、摩擦材の内周側端部と外周側端部との径方向での距離である。しかし、摩擦材の径方向での幅を小さくすると、摩擦材の強度が低下し、電磁クラッチの製造時における摩擦材の搬送時や組み付け時に、摩擦材に割れが発生する可能性がある。このため、単に、円環形状の摩擦材の径方向での幅を小さくすることは、好ましくない。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、クラッチを小型化した際におけるロータとアーマチャの間の磁気吸引力の大幅な低下を抑制できる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】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明におけるクラッチは、
磁性材料で構成され、駆動源からの回転駆動力を受けて、回転中心線（Ｏ）を中心に回転するロータ（１０）と、
磁性材料で構成され、磁力によってロータに吸着されることにより、回転駆動力が伝達されるアーマチャ（２０）とを備え、
ロータとアーマチャのそれぞれは、アーマチャがロータに吸着された際に相手側と接触する接触面（１３ａ、２０ａ）を有し、
ロータの接触面（１３ａ）には、回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断する外周側磁気遮断部（１３ｃ）と、外周側磁気遮断部よりも回転中心側に配置され、回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断する内周側磁気遮断部（１３ｄ、１３ｅ）とが形成されており、
アーマチャの接触面（２０ａ）には、外周側磁気遮断部よりも回転中心側に配置され、回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断するアーマチャ側磁気遮断部（２０ｃ、２０ｄ）が形成されており、
さらに、アーマチャの接触面には、円周方向全域にわたって連続している円環形状であって、非磁性材料で構成された摩擦材（４１、４５）が設置されており、
摩擦材は、アーマチャ側磁気遮断部に対して回転中心線の軸線方向で重なる位置に配置されている。
【００１２】
本発明では、外周側磁気遮断部よりも回転中心側に配置されたアーマチャ側磁気遮断部に対して軸線方向で重なる位置に、摩擦材を配置している。これにより、外周側磁気遮断部に対して軸線方向で重なる位置に、摩擦材が配置されている場合と比較して、摩擦材の外径を小さくでき、摩擦材の面積を小さくできる。このため、ロータの接触面の磁性材料部分とアーマチャの接触面の磁性材料部分との接触面積を大きくでき、ロータとアーマチャの間の磁気吸引力を大きくできる。
【００１３】
したがって、本発明によれば、外周側磁気遮断部に対して軸線方向で重なる位置に、摩擦材が配置されている場合と比較して、電磁クラッチを小型化した際におけるロータとアーマチャの間の磁気吸引力の大幅な低下を抑制することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明におけるクラッチは、
磁性材料で構成され、駆動源からの回転駆動力を受けて、回転中心線（Ｏ）を中心に回転するロータ（１０）と、
磁性材料で構成され、磁力によってロータに吸着されることにより、回転駆動力が伝達されるアーマチャ（２０）とを備え、
ロータとアーマチャのそれぞれは、アーマチャがロータに吸着された際に相手側と接触する接触面（１３ａ、２０ａ）を有し、
ロータの接触面（１３ａ）には、回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断する外周側磁気遮断部（１３ｃ）と、外周側磁気遮断部よりも回転中心側に配置され、回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断する内周側磁気遮断部（１３ｄ、１３ｅ）とが形成されており、
アーマチャの接触面（２０ａ）には、外周側磁気遮断部よりも回転中心側に配置され、回転中心線を中心とする円周方向に沿う形状であって、磁束流れを遮断するアーマチャ側磁気遮断部（２０ｃ、２０ｄ）が形成されており、
さらに、ロータの接触面には、円周方向全域にわたって連続している円環形状であって、非磁性材料で構成された摩擦材（４３、４７）が設置されており、
摩擦材は、内周側磁気遮断部に対して回転中心線の軸線方向で重なる位置に配置されている。
【００１５】
本発明では、外周側磁気遮断部よりも回転中心側に配置された内周側磁気遮断部に対して軸線方向で重なる位置に、摩擦材を配置している。これにより、外周側磁気遮断部に対して軸線方向で重なる位置に、摩擦材が配置されている場合と比較して、摩擦材の外径を小さくでき、摩擦材の面積を小さくできる。このため、ロータの接触面の磁性材料部分とアーマチャの接触面の磁性材料部分との接触面積を大きくでき、ロータとアーマチャの間の磁気吸引力を大きくできる。
【００１６】
したがって、本発明によれば、外周側磁気遮断部に対して軸線方向で重なる位置に、摩擦材が配置されている場合と比較して、電磁クラッチを小型化した際におけるロータとアーマチャの間の磁気吸引力の大幅な低下を抑制することができる。
【００１７】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態における電磁クラッチ全体の断面構成を示す図である。
【図２】図１中のロータの摩擦面の平面図である。
【図３】図１中のアーマチャの摩擦面の平面図である。
【図４】図１中のアーマチャのうち摩擦材が設置されている部分の拡大図である。
【図５】比較例１における電磁クラッチのロータの摩擦面の平面図である。
【図６】第２実施形態における電磁クラッチ全体の断面構成を示す図である。
【図７】図６中のロータの摩擦面の平面図である。
【図８】図６中のロータのうち摩擦材が設置されている部分の拡大図である。
【図９】第３実施形態における電磁クラッチのロータの摩擦面の平面図である。
【図１０】第３実施形態における電磁クラッチのアーマチャの摩擦面の平面図である。
【図１１】第４実施形態における電磁クラッチのロータの摩擦面の平面図である。
【図１２】第４実施形態における電磁クラッチのアーマチャの摩擦面の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００２０】
（第１実施形態）
図１に示す第１実施形態の電磁クラッチ１は、車両走行用駆動力を出力する駆動源としてのエンジンから回転駆動力を得て、圧縮機構を回転駆動させる圧縮機２の駆動機構に使用されるものである。したがって、本実施形態では、エンジンが駆動源であり、圧縮機２が従動側機器である。
【００２１】
圧縮機２は、冷媒を吸入して圧縮するものであり、圧縮機２からの吐出冷媒を放熱させる放熱器、放熱器からの流出冷媒を減圧膨張させる膨張弁、および、膨張弁にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器とともに、車両用空調装置の冷凍サイクル装置を構成する。
【００２２】
電磁クラッチ１は、エンジンからの回転駆動力を受けた際に回転中心線Ｏを中心に回転する駆動側回転体を構成するロータ１０と、圧縮機２の回転軸２ａに連結された従動側回転体を構成するアーマチャ２０とを有する。このロータ１０とアーマチャ２０とを連結したり、切り離したりすることで、エンジンから圧縮機２への回転駆動力（すなわち、トルク）の伝達を断続する。なお、図１は、ロータ１０とアーマチャ２０とを互いに切り離した状態を示している。
【００２３】
つまり、電磁クラッチ１がロータ１０とアーマチャ２０とを連結すると、エンジンの回転駆動力が圧縮機２に伝達されて、冷凍サイクル装置が作動する。一方、電磁クラッチ１がロータ１０とアーマチャ２０とを切り離すと、エンジンの回転駆動力が圧縮機２に伝達されることはなく、冷凍サイクル装置も作動しない。なお、電磁クラッチ１は、冷凍サイクル装置の各種構成機器の作動を制御する空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００２４】
以下、電磁クラッチ１の具体的な構成について説明する。図１に示すように、電磁クラッチ１は、ロータ１０、アーマチャ２０およびステータ３０を備えている。
【００２５】
ロータ１０は、アーマチャ２０から離れた側である反アーマチャ側が開口した断面Ｕ字形状の二重円筒構造である。すなわち、ロータ１０は、外側円筒部１１と、この外側円筒部１１の内周側に配置される内側円筒部１２と、外側円筒部１１および内側円筒部１２のアーマチャ２０側の端部同士を結ぶように回転中心線Ｏに直交する方向に広がる端面部１３とを有している。外側円筒部１１、内側円筒部１２および端面部１３は、磁性材料としての鉄鋼材料で構成されている。
【００２６】
外側円筒部１１および内側円筒部１２は、圧縮機２の回転軸２ａに対して同軸上に配置されている。すなわち、図１に示す回転中心線Ｏは、外側円筒部１１および内側円筒部１２の回転中心線であるとともに、回転軸２ａの回転中心線でもある。外側円筒部１１の外周側には、プーリ部１４が接合されている。プーリ部１４は、Ｖベルトが掛けられるＶ溝１４ａが形成されている。内側円筒部１２の内周側には、ボールベアリング１５の外側レースが固定されている。
【００２７】
ボールベアリング１５は、圧縮機２の外殻を形成するハウジングに対して、ロータ１０を回転自在に固定するものである。そのため、ボールベアリング１５の内側レースは、圧縮機２のハウジングに設けられたハウジングボス部２ｂに固定されている。
【００２８】
端面部１３は、アーマチャ２０に対向する壁部である。端面部１３は、アーマチャ２０側の一面１３ａと反アーマチャ側の他面１３ｂとを有している。換言すると、端面部１３は、回転中心線Ｏの軸線方向における一側と他側にそれぞれ配置された一面１３ａと他面１３ｂを有し、一面１３ａおよび他面１３ｂは、回転中心線Ｏの軸線方向に直交する方向にそれぞれ延設されている。端面部１３の一面１３ａは、アーマチャ２０に対向しており、アーマチャ２０がロータ１０に連結された際に、相手側であるアーマチャ２０と接触する接触面１３ａとなる。なお、接触面１３ａは、アーマチャ２０と接触して摩擦が生じる摩擦面でもある。以下では、端面部１３の一面１３ａを摩擦面１３ａと呼ぶ。また、以下では、回転中心線Ｏの軸線方向を、単に軸線方向と呼ぶ。
【００２９】
アーマチャ２０は、磁性材料としての鉄鋼材料で構成されている。アーマチャ２０は、回転中心線Ｏに直交する方向に広がるとともに、中心部にその表裏を軸線方向に貫通する貫通穴が形成された円盤状部材である。このアーマチャ２０の回転中心は、圧縮機２の回転軸２ａに対して同軸上に配置されている。すなわち、アーマチャ２０の回転中心線は、回転中心線Ｏと一致している。
【００３０】
アーマチャ２０は、ロータ１０側の一面２０ａと反ロータ側の他面２０ｂとを有している。換言すると、アーマチャ２０は、回転中心線Ｏの軸線方向における一側と他側にそれぞれ配置された一面２０ａと他面２０ｂを有し、一面２０ａおよび他面２０ｂは、軸線方向に直交する方向にそれぞれ延設されている。アーマチャ２０の一面２０ａは、ロータ１０に対向しており、アーマチャ２０がロータ１０に連結された際に、相手側であるロータ１０と接触する接触面２０ａとなる。なお、接触面２０ａは、ロータ１０と接触して摩擦が生じる摩擦面でもある。以下では、アーマチャ２０の一面２０ａを摩擦面２０ａと呼ぶ。
【００３１】
アーマチャ２０の他面２０ｂには、略円盤状のアウターハブ２１が固定されている。アウターハブ２１は、後述するインナーハブ２２とともに、アーマチャ２０と圧縮機２の回転軸２ａとを連結する連結部材を構成している。アウターハブ２１とインナーハブ２２は、それぞれ回転中心線Ｏの軸線方向に延びる円筒部２１ａ、２２ａを有しており、アウターハブ２１の円筒部２１ａの内周面およびインナーハブ２２の円筒部２２ａの外周面には、円筒状のゴム２３が加硫接着されている。ゴム２３は、弾性材料（すなわち、エラストマー）からなる弾性部材である。
【００３２】
インナーハブ２２は、圧縮機２の回転軸２ａに設けられたネジ穴にボルト２４によって締め付けられることによって固定されている。すなわち、インナーハブ２２は圧縮機２の回転軸２ａに連結可能に構成されている。
【００３３】
これにより、アーマチャ２０、アウターハブ２１、ゴム２３、インナーハブ２２、および圧縮機２の回転軸２ａが連結される。そして、ロータ１０とアーマチャ２０が連結されると、アーマチャ２０、アウターハブ２１、ゴム２３、インナーハブ２２、および圧縮機２の回転軸２ａがロータ１０とともに回転する。
【００３４】
また、ゴム２３は、アウターハブ２１に対してロータ１０から離れる方向に弾性力を作用させている。この弾性力により、ロータ１０とアーマチャ２０が切り離された状態では、アウターハブ２１に連結されたアーマチャ２０の摩擦面２０ａとロータ１０の摩擦面１３ａとの間に予め定めた所定間隔の空隙が形成される。
【００３５】
ステータ３０は、ロータ１０の外側円筒部１１、内側円筒部１２および端面部１３によって囲まれたロータ１０の内部空間に配置されている。このため、ステータ３０は、端面部１３の他面１３ｂに対向している。ステータ３０は、磁性材料としての鉄鋼材料で構成されており、内部に電磁コイル３５を収納している。
【００３６】
ステータ３０は、端面部１３側に開口部３０ａを有する断面Ｕ字形状の二重円筒構造である。具体的には、ステータ３０は、外側円筒部３１と、この外側円筒部１１の内周側に配置される内側円筒部３２と、外側円筒部３１および内側円筒部３２のロータ１０の摩擦面１３ａから離れた側の端部同士を結ぶように回転中心線Ｏに直交する方向に広がる端面部３３とを有している。
【００３７】
ステータ３０の内部空間には、円環状のコイルスプール３４が収容されている。コイルスプール３４はポリアミド樹脂等の樹脂材料から形成されている。コイルスプール３４上に、電磁コイル３５が巻回されている。
【００３８】
さらに、ステータ３０の開口部３０ａ側に、電磁コイル３５を封止するポリアミド樹脂等の樹脂部材３６が設けられている。これにより、ステータ３０の開口部３０ａが樹脂部材３６によって塞がれている。
【００３９】
また、ステータ３０の端面部３３の外側（図１の右側）には、ステータプレート３７が固定されている。このステータプレート３７を介して、ステータ３０は、圧縮機２のハウジングに固定されている。
【００４０】
図２に示すように、ロータ１０の摩擦面１３ａには、複数の第１スリット１３ｃと、複数の第３スリット１３ｄとが形成されている。複数の第１スリット１３ｃは、後述する磁気回路Ｘを形成するための第１磁気遮断部を構成している。複数の第３スリット１３ｄは、複数の第１スリット１３ｃよりもロータ１０の径方向内側（すなわち、ロータ１０の回転中心側）に配置されている。複数の第３スリット１３ｄは、後述する磁気回路Ｘを形成するための第３磁気遮断部を構成している。第１磁気遮断部および第３磁気遮断部は、ロータ１０の摩擦面１３ａの径方向における磁束流れを遮断する。
【００４１】
１つの第１スリット１３ｃは、円弧状に形成されている。複数の第１スリット１３ｃは、互いに非連続の状態で、円環状に配置されている。したがって、第１磁気遮断部は、回転中心線Ｏを中心とする円周方向に沿う形状に形成されている。同様に、１つの第３スリット１３ｄは、円弧状に形成されている。複数の第３スリット１３ｄは、互いに非連続の状態で、円環状に配置されている。したがって、第３磁気遮断部は、回転中心線Ｏを中心とする円周方向に沿う形状に形成されている。本実施形態では、第１磁気遮断部を構成する第１スリット１３ｃが外周側磁気遮断部に相当し、第３磁気遮断部を構成する第３スリット１３ｄが内周側磁気遮断部に相当する。このため、本実施形態では、１つの内周側磁気遮断部が形成されている。
【００４２】
図１に示すように、１つの第１スリット１３ｃは、軸線方向で端面部１３を貫通している。１つの第１スリット１３ｃは、第１スリット形成面１３ｃ１によって構成されている。１つの第３スリット１３ｄは、軸線方向で端面部１３を貫通している。同様に、１つの第３スリット１３ｄは、第２スリット形成面１３ｄ１によって構成されている。
【００４３】
図３に示すように、アーマチャ２０の摩擦面２０ａには、複数の第２スリット２０ｃが形成されている。複数の第２スリット２０ｃは、後述する磁気回路Ｘを形成するための第２磁気遮断部を構成している。第２磁気遮断部は、アーマチャ２０の摩擦面２０ａの径方向における磁気流れを遮断する。１つの第２スリット２０ｃは、円弧状に形成されている。複数の第２スリット２０ｃは、周方向で互いに非連続の状態で、円環状に配置されている。したがって、第２磁気遮断部は、円周方向に沿う形状に形成されている。本実施形態では、第２磁気遮断部を構成する第２スリット２０ｃがアーマチャ側磁気遮断部に相当する。このため、本実施形態では、１つのアーマチャ側磁気遮断部が形成されている。
【００４４】
図１に示すように、１つの第２スリット２０ｃは、軸線方向でアーマチャ２０を貫通している。１つの第２スリット２０ｃは、スリット形成面２０ｃ１によって構成されている。複数の第２スリット２０ｃは、ロータ１０の径方向における複数の第１スリット１３ｃと複数の第３スリット１３ｄとの間の位置に配置されている。したがって、ロータ１０の径方向での外側から内側に向かって、第１磁気遮断部、第２磁気遮断部、第３磁気遮断部が順に配置されている。
【００４５】
また、図３に示すように、アーマチャ２０の摩擦面２０ａには、摩擦材４１が設置されている。摩擦材４１は、回転中心線Ｏを中心とする円環形状であり、円周方向全域にわたって連続している形状である。摩擦材４１は、摩擦面２０ａのうち複数の第２スリット２０ｃが形成されている部位に配置されている。換言すると、摩擦材４１は、摩擦面２０ａのうち軸線方向で複数の第２スリット２０ｃと重なる位置に配置されている。摩擦材４１の径方向での幅寸法は、第２スリット２０ｃの径方向での幅寸法よりも大きい。このため、摩擦材４１は、複数の第２スリット２０ｃの全部を覆っている。
【００４６】
摩擦材４１は、ロータ１０の摩擦面１３ａに対するアーマチャ２０の摩擦面２０ａの摩擦係数を増大させるための部材である。摩擦材４１は、アーマチャ２０の摩擦面２０ａのうち磁性材料で構成されている磁性材料部分と比較して、ロータ１０の摩擦面１３ａとの摩擦係数が高い材料で構成されている。摩擦材４１は、非磁性材料で構成されている。摩擦材４１を構成する材料としては、例えば、アルミナ粉末を樹脂材料で固めたものや、アルミニウム等の金属粉末の焼結材が挙げられる。
【００４７】
図４に示すように、摩擦材４１は、アーマチャ２０の摩擦面２０ａに設けられた保持部としての溝４２に保持されている。溝４２は、第２スリット２０ｃと軸線方向で重なる位置に形成されている。アーマチャ２０の径方向における溝４２の幅は、第２スリット２０ｃの幅よりも大きくされている。溝４２は、底面４２ａと側面４２ｂとを有する。底面４２ａの一部に第２スリット２０ｃが形成されており、溝４２の内部空間と第２スリット２０ｃとがつながっている。摩擦材４１は、接着剤を介して、溝４２の底面４２ａに接着されている。
【００４８】
次に、上記構成の電磁クラッチ１の作動について説明する。電磁コイル３５の通電時では、図１中の一点鎖線で示すように、ステータ３０からロータ１０、アーマチャ２０を経てステータ３０に戻る磁気回路Ｘに磁束が流れる。このとき、第１、第２、第３磁気遮断部によって、ロータ１０の端面部１３とアーマチャ２０との間を磁束が蛇行して流れる。これにより、ロータ１０とアーマチャ２０との間に磁力が発生する。したがって、電磁コイル３５の通電時では、電磁コイル３５が発生する磁力によって、アーマチャ２０がロータ１０の摩擦面１３ａに吸着され、ロータ１０とアーマチャ２０とが連結する。これにより、エンジンからの回転駆動力が圧縮機２へ伝達される。
【００４９】
一方、電磁コイル３５の通電が遮断されると、すなわち、電磁コイル３５の非通電時では、上記した磁力が発生せず、ゴム２３の弾性力によって、アーマチャ２０がロータ１０の摩擦面１３ａから切り離される。これにより、エンジンからの回転駆動力は圧縮機２へ伝達されない。
【００５０】
次に、本実施形態の電磁クラッチ１が奏する効果について説明する。
【００５１】
まず、本実施形態の電磁クラッチ１と図５に示す比較例１の電磁クラッチＪ１とを比較する。比較例１の電磁クラッチＪ１は、円環形状の摩擦材４０が、ロータ１０の摩擦面１３ａのうち複数の第１スリット１３ｃに対して、軸線方向で重なる位置に配置されている。比較例１における摩擦材４０の径方向での幅Ｌ０は、本実施形態における摩擦材４１の径方向での幅Ｌ１よりも大きい。その他の構成は、本実施形態と同じである。例えば、比較例１におけるロータ１０の摩擦面１３ａの外径および内径や、アーマチャ２０の摩擦面２０ａの外径および内径は、本実施形態と同じである。すなわち、比較例１におけるロータ１０の接触面全体とアーマチャ２０の接触面全体との接触面積は、本実施形態と同じである。
【００５２】
これに対して、本実施形態の電磁クラッチ１では、アーマチャ２０の摩擦面２０ａのうち第１スリット１３ｃよりも回転中心側に配置された第２スリット２０ｃと重なる位置に、摩擦材４１が配置されている。このため、本実施形態の摩擦材４１の方が、比較例１の摩擦材４０よりも、直径（すなわち、外径）が小さい。円環形状の摩擦材において、摩擦材の径方向での幅寸法を同じとして比較したとき、摩擦材の直径が小さいほど、摩擦材の面積は小さい。よって、本実施形態の摩擦材４１の方が、比較例１の摩擦材４０よりも、面積が小さい。
【００５３】
このため、本実施形態の電磁クラッチ１によれば、比較例１の電磁クラッチＪ１と比較して、ロータ１０の摩擦面１３ａの磁性材料部分とアーマチャ２０の摩擦面２０ａの磁性材料部分との接触面積を大きくできる。この接触面積が大きいほど、ロータ１０とアーマチャ２０の磁気吸引力が大きい。したがって、本実施形態の電磁クラッチ１によれば、比較例１の電磁クラッチＪ１と比較して、磁気吸引力を大きくできる。
【００５４】
ここで、発明が解決しようとする課題での説明の通り、電磁クラッチを小型化すると、小型化前と比較して、ロータ１０の摩擦面１３ａにおける磁性材料部分とアーマチャ２０の摩擦面２０ａの磁性材料部分の接触面積が減少する。このとき、比較例１の電磁クラッチＪ１のように、摩擦材を配置すると、接触面積がさらに減少してしまう。この結果、小型化された電磁クラッチは、小型化前の電磁クラッチと比較して、磁気吸引力が大幅に低下し、所望の伝達トルクが得られないという問題が生じる。なお、従来の電磁クラッチは、小型化を目的として設計されたものではないため、ロータ１０の摩擦面１３ａとアーマチャ２０の摩擦面２０ａとの接触面積が十分に大きかった。このため、摩擦材の面積が大きくても、磁性材料部分同士の接触面積が十分に確保されており、必要な磁気吸引力が得られていた。しかし、電磁クラッチの小型化のために、ロータ１０とアーマチャ２０のそれぞれの外径を小さく変更すると、磁性材料部分同士の接触面積が減少する。このため、必要な磁気吸引力を得るためには、磁性材料部分同士の接触面積を確保することが必要となる。
【００５５】
これに対して、本実施形態の電磁クラッチ１によれば、比較例１の電磁クラッチＪ１と比較して、摩擦材の設置による磁性材料部分同士の接触面積の減少を抑制できる。このため、電磁クラッチを小型化した際におけるロータ１０とアーマチャ２０の間の磁気吸引力の大幅な低下を抑制することができる。
【００５６】
また、本実施形態の摩擦材４１の方が、比較例１の摩擦材４０よりも、直径が小さい。円環形状の部材は、直径が小さいほど、剛性が高くなる。このため、摩擦材４１に対して必要な強度を持たせつつ、摩擦材４１の径方向での幅Ｌ１を小さくすることができる。例えば、比較例１の摩擦材４０と同じ強度を維持しつつ、摩擦材４１の径方向での幅Ｌ１を比較例１の摩擦材４０の径方向での幅Ｌ０よりも小さくすることができる。これにより、摩擦材の設置による磁性材料部分同士の接触面積の減少をより抑制できる。
【００５７】
（第２実施形態）
本実施形態は、摩擦材の設置場所が第１実施形態と異なり、その他の電磁クラッチ１の構成は第１実施形態と同じである。
【００５８】
図６、７に示すように、本実施形態では、ロータ１０の摩擦面１３ａのうち複数の第３スリット１３ｄが形成されている部位に、摩擦材４３が配置されている。換言すると、摩擦材４３は、摩擦面１３ａのうち軸線方向で複数の第３スリット１３ｄと重なる位置に配置されている。摩擦材４３の材質および形状は、第１実施形態の摩擦材４１と同じである。
【００５９】
図８に示すように、摩擦材４３は、ロータ１０の摩擦面１３ａに設けられた保持部としての溝４４に保持されている。溝４４は、第３スリット１３ｄと軸線方向で重なる位置に形成されている。ロータ１０の径方向における溝４４の幅は、第３スリット１３ｄの幅よりも大きくされている。溝４４は、底面４４ａと側面４４ｂとを有する。底面４４ａの一部に第３スリット１３ｄが形成されており、溝４４の内部空間と第３スリット１３ｄとがつながっている。摩擦材４３は、接着剤を介して、溝４４の底面４４ａに接着されている。
【００６０】
本実施形態での電磁クラッチ１では、摩擦面１３ａのうち複数の第１スリット１３ｃよりも回転中心側に配置された第３スリット１３ｄと重なる位置に、摩擦材４３が配置されている。このため、本実施形態の摩擦材４３は、比較例１の摩擦材４０よりも、直径が小さく、面積が小さい。よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態の方が、第１実施形態よりも摩擦材の直径を小さくでき、摩擦材の面積を小さくできるので、第１実施形態よりも高い効果が得られる。
【００６１】
（第３実施形態）
本実施形態は、磁気遮断部の数および摩擦材の設置場所が第１実施形態と異なる。その他の電磁クラッチ１の構成は第１実施形態と同じである。
【００６２】
図９に示すように、ロータ１０の摩擦面１３ａには、複数の第１スリット１３ｃおよび複数の第３スリット１３ｄに加えて、複数の第５スリット１３ｅが形成されている。複数の第５スリット１３ｅは、複数の第３スリット１３ｄよりもロータ１０の径方向内側（すなわち、ロータ１０の回転中心側）に配置されている。複数の第５スリット１３ｅは、磁気回路を形成するための第５磁気遮断部を構成している。１つの第５スリット１３ｅは、円弧状に形成されている。複数の第５スリット１３ｅは、互いに非連続の状態で、円環状に配置されている。したがって、第５磁気遮断部は、円周方向に沿って形成されている。本実施形態では、第３磁気遮断部を構成する第３スリット１３ｄおよび第５磁気遮断部を構成する第５スリット１３ｅが、内周側磁気遮断部に相当する。このため、本実施形態では、２つの内周側磁気遮断部が形成されている。
【００６３】
図１０に示すように、アーマチャ２０の摩擦面２０ａには、複数の第２スリット２０ｃに加えて、複数の第４スリット２０ｄが形成されている。複数の第４スリット２０ｄは、複数の第２スリット２０ｃよりもアーマチャ２０の径方向内側（すなわち、アーマチャ２０の回転中心側）に配置されている。複数の第４スリット２０ｄは、磁気回路を形成するための第４磁気遮断部を構成している。本実施形態では、第２磁気遮断部を構成する第２スリット２０ｃおよび第４磁気遮断部を構成する第４スリット２０ｄがアーマチャ側磁気遮断部に相当する。このため、本実施形態では、２つのアーマチャ側磁気遮断部が形成されている。
【００６４】
複数の第４スリット２０ｄは、ロータ１０の径方向における複数の第３スリット１３ｄと複数の第５スリット１３ｅとの間の位置に配置されている。したがって、本実施形態では、ロータ１０の径方向での外側から内側に向かって、第１磁気遮断部、第２磁気遮断部、第３磁気遮断部、第４磁気遮断部、第５磁気遮断部が順に配置されている。
【００６５】
そして、図１０に示すように、アーマチャ２０の摩擦面２０ａのうち複数の第１スリット１３ｃよりも回転中心側に配置された複数の第４スリット２０ｄと軸線方向で重なる位置に、摩擦材４５が配置されている。摩擦材４５の材質および形状は、第１実施形態の摩擦材４１と同じである。このため、本実施形態の摩擦材４５は、比較例１の摩擦材４０よりも、直径が小さく、面積が小さい。よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態の方が、第２実施形態よりも摩擦材の直径を小さくでき、摩擦材の面積を小さくできるので、第２実施形態よりも高い効果が得られる。
【００６６】
（第４実施形態）
本実施形態は、摩擦材の設置場所が第３実施形態と異なる。その他の電磁クラッチ１の構成は第３実施形態と同じである。
【００６７】
図１１に示すように、ロータ１０の摩擦面１３ａには、第３実施形態と同様に、複数の第１スリット１３ｃと、複数の第３スリット１３ｄと、複数の第５スリット１３ｅとが形成されている。図１２に示すように、アーマチャ２０の摩擦面２０ａには、第３実施形態と同様に、複数の第２スリット２０ｃと、複数の第４スリット２０ｄとが形成されている。
【００６８】
そして、本実施形態では、図１１に示すように、ロータ１０の摩擦面１３ａのうち複数の第１スリット１３ｃよりも回転中心側に配置された複数の第５スリット１３ｅと軸線方向で重なる位置に、摩擦材４７が配置されている。摩擦材４７の材質および形状は、第１実施形態の摩擦材４１と同じである。このため、本実施形態の摩擦材４７は、比較例１の摩擦材４０よりも、直径が小さく、面積が小さい。よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態の方が、第３実施形態よりも摩擦材の直径を小さくでき、摩擦材の面積を小さくできるので、第３実施形態よりも高い効果が得られる。
【００６９】
（他の実施形態）
（１）上記した各実施形態における磁気遮断部を構成する複数のスリット１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、２０ｃ、２０ｄの数やレイアウトについては、各スリット１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、２０ｃ、２０ｄが示された図と異なる数やレイアウトに変更してもよい。
【００７０】
（２）上記した各実施形態では、複数のスリット１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、２０ｃ、２０ｄ、すなわち、空間によって磁気遮断部が構成されていたが、これに限定されない。非磁性材料によって磁気遮断部が構成されていてもよい。例えば、第１実施形態において、アーマチャ２０が内周側部分と外周側部分に分割されており、内周側部分と外周側部分とが、１つの円環形状の非磁性材料を挟んだ構造とされていてもよい。
【００７１】
（３）上記各実施形態では、電磁コイルが発生する磁力によって、アーマチャ２０をロータ１０に吸着させる電磁クラッチに本発明を適用したが、永久磁石を使用するクラッチに本発明を適用することも可能である。永久磁石を使用するクラッチは、例えば、永久磁石の磁力によって、ロータとアーマチャとの連結状態を維持するとともに、永久磁石によって形成される磁気回路に対して、永久磁石による磁束の流れ方向と同一方向または逆方向の磁束を与えるように、電磁コイルで磁束を発生させることにより、ロータとアーマチャの連結と遮断の切り替えを行うものである。
【００７２】
（４）本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【００７３】
（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、摩擦材は、アーマチャ側磁気遮断部に対して回転中心線の軸線方向で重なる位置に配置されている。
【００７４】
また、第２の観点によれば、摩擦材は、内周側磁気遮断部に対して回転中心線の軸線方向で重なる位置に配置されている。
【００７５】
また、第３の観点によれば、内周側磁気遮断部は、１つである。アーマチャ側磁気遮断部は、１つである。アーマチャ側磁気遮断部は、内周側磁気遮断部よりもアーマチャの径方向外側に配置されている。このように、内周側磁気遮断部とアーマチャ側磁気遮断部とがそれぞれ１つずつ形成されている構成を採用することが好ましい。
【符号の説明】
【００７６】
１０    ロータ
１３ａ  ロータの摩擦面（ロータの接触面）
１３ｃ  第１スリット（外周側磁気遮断部）
１３ｄ  第３スリット（内周側磁気遮断部）
２０    アーマチャ
２０ａ  アーマチャの摩擦面（アーマチャの接触面）
２０ｃ  第２スリット（アーマチャ側磁気遮断部）
４１    摩擦材
４３    摩擦材
【図１】
2017198304.tif 000003
【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】
2017198304.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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