(57)【要約】【課題】  電磁クラッチにおいて、製造コストを上げることなく大径のロータに対応した構造をもつようにする。【解決手段】  コンプレッサ２の回転軸３にハブ１０、ストッパプレート１１を介して軸装されたアーマチュア１４の摩擦面１４ｃとロータ６の摩擦面６ｆとがエアギャップＧ２を隔てて対向している。コンプレッサ２のハウジングに固定された取付板１７に、励磁コイル１９を覆うコア１８が固定されている。取付板１７は磁性材によって形成され、円筒部２１がロータ６の外側円筒部６ｂの内周部に僅かな隙間Ｓ１を隔てて対向するように延設されている。【選択図】  図１
2009047274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の回転軸に軸装されたアーマチュア支持部材と、このアーマチュア支持部材に支持されたアーマチュアと、前記回転軸の周りで前記装置に回転自在に支持され環状溝が設けられたロータと、このロータの環状溝内に設けられた励磁コイルと、この励磁コイルを覆うコアと、このコアを介して前記励磁コイルを前記装置に取り付ける取付部材とを備え、前記励磁コイルへの通電により発生する磁束が前記コア、ロータ、アーマチュア、ロータ、コア内を通過することにより形成される磁気回路によって前記アーマチュアを前記ロータ側に磁気吸引し、アーマチュアをロータに選択的に摩擦係合させる電磁クラッチにおいて、
前記取付部材を磁性材によって形成し、この取付部材に前記ロータの環状溝の内壁に近接した位置まで延設し前記磁気回路の一部を形成する延設部を設けたことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記延設部と前記コアとの間に形成される空間に非磁性材を充填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】
前記コアを内側円筒部と外側円筒部とこれらの間に設けられた底部とによって環状に形成し、前記外側円筒部の前記底部と反対側の端面と前記環状溝の底部との間の間隔を拡げ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励磁コイルの励磁、非励磁によりアーマチュアをロータに選択的に摩擦係合させ、回転トルクの伝達を断切する電磁クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は特許文献１に記載された従来の電磁クラッチの構造を示す断面図である。以下、これを同図に基づいて説明する。１０１はボディの一部が示されたカーエアコン用コンプレッサであり、このコンプレッサ１０１の回転軸１０２にはハブ１０３がスプライン結合されており、このハブ１０３には回転軸１０２にねじ止めされたストッパプレート１０４がリベットによって一体化されている。ストッパプレート１０４に固定されたダンパーカバー１０５内にはダンパーゴム１０６が装填されており、このダンパーゴム１０６の貫通孔１０６ａを貫通するトルク伝達ピン１０７の先端部にアーマチュア１０８が固定されている。
【０００３】
１１０はコンプレッサ１０１のボディに突設された円筒部１０１ａに軸受１０９を介して回転自在に支持されたロータ１１０であって、コア１１１に覆われた励磁コイル１１２が収容される環状溝１１３が設けられており、外周部にはベルト１１４が掛けられるプーリ溝１１５が設けられている。アーマチュア１０８の摩擦面１０８ａと、ロータ１１０の摩擦面１１０ａとはエアギャップＧを隔てて対向している。コア１１１は、コンプレッサ１０１のボディにねじ止めされた取付板１１６に溶接されている。
【０００４】
このような構成において、励磁コイル１１２に通電することにより磁束Φが発生し、この磁束Φは、コア１１１の内側円筒部→ロータ１１０の内側円筒部→アーマチュア１０８→ロータ６の側部→アーマチュア１０８→ロータ１１０の外側円筒部→コア１１１の外側円筒部２３を通る磁気回路が形成される。この磁気回路が形成されることにより、アーマチュア１０８がダンパーゴム１０６の弾性復帰力に抗してロータ１１０の側部に吸着され、アーマチュア１０８の摩擦面１０８ａとロータ１１０の摩擦面１１０ａとが圧接し摩擦係合する。したがって、プーリ部１１５に掛けられたベルト１１４を介して駆動されるロータ１１０の回転が、アーマチュア１０８、トルク伝達ピン１０７、ダンパーゴム１０６、ダンパーカバー１０５、ストッパプレート１０４、ハブ１０３を介してコンプレッサ１０１の回転軸１０２に伝達される。
【特許文献１】特許第３７２９９１５号公報（段落〔０００９〕〜〔００１６〕、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の電磁クラッチにおいては、駆動源側の回転をコンプレッサ１０１の回転軸１０２に減速して伝達する場合は、ロータ１１０の半径Ｒ１を大きくするというように、いわゆるプーリ径を大きくすることによって対応していた。このように、プーリ径を大きくすると、ロータ１１０の外側円筒部の内周面とコア１１１の外側円筒部の外周面との間に、隙間Ｓ１によって形成されていた磁束回路上の狭い環状空間が拡がってしまうため、磁気回路における磁気抵抗が増大しアーマチュア１０８に対する磁気吸引力が低下してしまう。これを解決するために、環状空間が拡がらないように、ロータ１１０の径に合わせてコア１１１と励磁コイル１１２との外径も大きくすると、取付板１１６だけではなくコア１１１や励磁コイル１１２の形状も変更しなければならなくなるため、製造コストが嵩むという問題があった。また、コアの形状を変更しないで、環状空間が拡がらないようにするための別の解決手段として、特開平４−３３３３３８号公報に開示されているように、プーリを別部材としてロータの外周面に溶着してプーリの径を変更する構造や、特許第２５６８２０１号公報に開示されているように、磁気回路を形成するロータの外側円筒部を別部材とし、この外側円筒部をロータ本体に一体化する構造が提案されている。しかしながら、このように２部材構成とすることは、金型が増えるばかりか溶接工程も増えるため、製造コストが嵩むという問題を解決するには至っていない。
【０００６】
本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、製造コストを上げることなく大径のロータに対応した構造をもつ電磁クラッチを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明は、装置の回転軸に軸装されたアーマチュア支持部材と、このアーマチュア支持部材に支持されたアーマチュアと、前記回転軸の周りで前記装置に回転自在に支持され環状溝が設けられたロータと、このロータの環状溝内に設けられた励磁コイルと、この励磁コイルを覆うコアと、このコアを介して前記励磁コイルを前記装置に取り付ける取付部材とを備え、前記励磁コイルへの通電により発生する磁束が前記コア、ロータ、アーマチュア、ロータ、コア内を通過することにより形成される磁気回路によって前記アーマチュアを前記ロータ側に磁気吸引し、アーマチュアをロータに選択的に摩擦係合させる電磁クラッチにおいて、前記取付部材を磁性材によって形成し、この取付部材に前記ロータの環状溝の内壁に近接した位置まで延設し前記磁気回路の一部を形成する延設部を設けたものである。
【０００８】
また、本発明は、前記発明において、前記延設部と前記コアとの間に形成される空間に非磁性材を充填したものである。
【０００９】
また、本発明は、前記発明において、前記コアを内側円筒部と外側円筒部とこれらの間に設けられた底部とによって環状に形成し、前記外側円筒部の前記底部と反対側の端面と前記環状溝の底部との間の間隔を拡げたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロータの径を大きくしてもアーマチュアに対する磁気吸引力が低下しないように、磁気回路上に大きな空間が形成されないようにするために、取付部材の構造を変えるだけでよい。したがって、製造コストを上げることなく、大径のロータに対応した電磁クラッチを提供できる。また、ロータの径を大きくしてもコアの径を大きくすることがないから、コアが注型作業により励磁コイルを挿入した後に樹脂を充填して形成するようにしていることにより、充填する樹脂の量が増加しないので、従来と比較して軽量化を図ることができる。
【００１１】
前記発明のうちの一つの発明によれば、コアと取付部材の延設部との間に形成される空間への磁束の短絡を規制することができるから、コアから延設部への磁束迂回効率が向上する。このため、相対的にアーマチュアに対する磁気吸引力が向上する。
【００１２】
前記発明のうちの一つの発明によれば、外側円筒部と環状溝の底部との間での短絡磁束を低減することができるから、コアから延設部への磁束迂回効率が向上する。このため、アーマチュアに対する磁気吸引力が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１はカーエアコン用コンプレッサに装着された本発明に係る電磁クラッチの断面図、図２は図１におけるII部の拡大図である。図１に全体を符号１で示すものは、装置としてのカーエアコン用コンプレッサ２に装着された電磁クラッチであって、コンプレッサ２の回転軸３に軸装されたアーマチュア組立体４と、コンプレッサ２のボディに形成された円筒部２ａに軸受５を介して回転自在に支持されたロータ６と、このロータ６の環状溝７に設けられたフィールドコア組立体８とによって概ね構成されている。
【００１４】
アーマチュア組立体４は、回転軸３にスプライン結合されボルト９によって固定されたハブ１０と、このハブ１０のフランジ部１０ａに重ねられ複数のリベットによって一体化され、正面視を略三角形を呈する薄板によって形成されたストッパプレート１１と、このストッパプレート１１の三つの角部にダンパーカバー１２、ダンパーゴム１３およびトルク伝達ピン１５を介してストッパプレート１１に移動自在に支持されたアーマチュア１４とによって概ね構成されている。
【００１５】
ストッパプレート１１の三つの角部には、図２に示すように貫通孔１１ａが設けられている。ダンパーカバー１２はカップ状に形成され、底部１２ａがストッパプレート１１の貫通孔１１ａの周端縁に溶接されており、底部１２ａには貫通孔１１ａより大きな径の貫通孔１２ｂが設けられている。ダンパーゴム１３は中央部に貫通孔１３ａが設けられ略円筒状に形成されており、貫通孔１３ａの両端縁のそれぞれには、リング状に形成されたストッパ部１３ｂおよび係合部１３ｃが突設されている。このダンパーゴム１３は、ストッパ部１３ｂがストッパプレート１１の貫通孔１１ａに臨むように、ダンパーカバー１２内に圧入されており、ストッパ部１３ｂとアーマチュア１４の反摩擦面１４ｄとの間に隙間Ｇ１が形成されている。
【００１６】
アーマチュア１４は円板状に形成されており、円周方向の三等分する位置に形成された段付き状の貫通孔１４ａと、図１に示すように磁界を迂回させるために形成された円弧状の長孔１４ｂとが設けられており、ロータ６の後述する摩擦面６ｆにエアギャップＧ２をおいて対向する摩擦面１４ｃが形成されている。上記した隙間Ｇ１は、このエアギャップＧ２よりもわずかに広く形成されている。
【００１７】
トルク伝達ピン１５の一方の端面１５ａからは細径の脚部１５ｂが突設されており、他方の端部に鍔１５ｃが設けられている。このトルク伝達ピン１５は、ダンパーゴム１３の貫通孔１３ａおよびストッパプレート１１の貫通孔１１ａを貫通し、一方の端面１５ａをアーマチュア１４の反摩擦面１４ｄに対接させた状態で脚部１５ｂがアーマチュア１４の貫通孔１４ａにかしめることにより結合され、鍔１５ｃがダンパーゴム１３の係合部１３ｃに対接している。
【００１８】
ロータ６は磁性材によって形成され、図１に示すようにコンプレッサ２側に開口する上記した環状溝７が設けられており、内側円筒部６ａと外側円筒部６ｂとこれら両円筒部６ａ，６ｂ間に設けられた側部６ｃとによって環状に形成されている。外側円筒部６ｂの外周部にはベルト（図示せず）が掛けられるプーリ溝６ｄが設けられ、側部６ｃには磁束を迂回させるために円弧状に形成した長孔６ｅが設けられており、側部６ｃのアーマチュア１２の摩擦面１２ａと対向する面には摩擦面６ｆが形成されている。このロータ６の半径Ｒ２は上述した従来技術のロータ１１０の半径Ｒ１よりも大きく形成されており、外側円筒部６ｂが摩擦面６ｆよりも半径方向において外側に設けられ、環状溝７が半径方向において外側に拡がるように形成されている。したがって、外側円筒部６ｂと後述するコア１８の外側円筒部２４との間に空間Ｓが形成される。
【００１９】
フィールドコア組立体８は、コンプレッサ２のボディに取り付けられる取付部材としての取付板１７と、この取付板１７に固定されたコア１８と、このコア１８に覆われた励磁コイル１９とによって概ね構成されている。取付板１７は磁性材によって形成され、取付部として機能する底部２０と延設部としての円筒部２１とによって有底円筒状に形成されている。底部２０の中央部には貫通孔２０ａが設けられており、底部２０の円周方向の複数箇所には回転止め用の突子２０ｂが突設され、一部に導線引き出し用の引出孔２０ｃが設けられている。
【００２０】
この取付板１７は、底部２０の貫通孔２０ａがコンプレッサ２のボディの円筒部２ａに嵌合され、突子２０ｂがボディに設けた凹部２ｂに係合され、円筒部２ａに取り付けられた抜け止めリング２２によってコンプレッサ２のボディに取り付けられている。このように取り付けられた取付板１７の円筒部２１は、ロータ６の外側円筒部６ｂの内周面に僅かな隙間Ｓ１を隔てて近接するような外径をもつように形成されている。
【００２１】
コア１８は磁性材によって形成されており、内側円筒部２３と外側円筒部２４とこれら両円筒部２３，２４間に設けられた底部２５とによって環状に形成され、底部２５には導線引き出し用の引出孔２５ａが設けられている。このコア１８は、内側円筒部２３の内周面がロータ６の内側円筒部６ａの外周面に僅かな隙間Ｓ１を隔てて近接するように形成され、底部２５が取付板１７の底部２０に取り付けられている。また、外側円筒部２４の底部２５と反対側の端面２４ａと、環状溝７の底部、すなわちロータ６の側部６ｃとの間には隙間Ｓ２が設けられており、この隙間Ｓ２は隙間Ｓ１よりも広く形成されている。
【００２２】
励磁コイル１９は、コア１８の内側円筒部２３と外側円筒部２４との間に巻回されており、コイルの始端部と終端部とに結線されたリード線２６ａ，２６ｂは、コア１８および取付板１７の各引出孔２５ａ，２０ｃから外側に引き出されている。
【００２３】
このような構成において、励磁コイル１９に通電することにより磁束Φが発生し、この磁束Φは、コア１８の内側円筒部２３→ロータ６の内側円筒部６ａ→アーマチュア１４→ロータ６の側部６ｃ→アーマチュア１４→ロータ６の側部６ｃ→ロータ６の外側円筒部６ｂ→取付板１７の円筒部２１→取付板１７の底部２０→コア１８の底部２５→コア１８の内側円筒部２３を通る磁気回路を形成する。この磁気回路が形成されることにより、アーマチュア１４がダンパーゴム１３の弾性復帰力に抗してロータ６の側部６ｃに吸着され、アーマチュア１４の摩擦面１４ｃとロータ６の摩擦面６ｆとが圧接し摩擦係合する。したがって、プーリ６ｄに掛けられたベルト（図示せず）を介して駆動されるロータ６の回転が、アーマチュア組立体４を介してコンプレッサ２の回転軸３に伝達される。
【００２４】
このように、ロータ６の径Ｒ２を大きく形成し、ロータ６の外側円筒部６ｂとコア１８の外側円筒部２４との間に大きな空間Ｓが形成されても、取付板１７の円筒部２１が磁束Φの通路として機能するため、従来と同様にアーマチュア１４をロータ６の側部６ｃに吸着する磁気回路が形成される。すなわち、空間Ｓが形成されないようにするために、従来のようにフィールドコア組立体８の外径を大きくしたり、ロータ６をロータ本体部とプーリ部との２部材構成とすることなく、取付板１７の形状のみを変更することにより磁気回路を形成することができるため、製造コストを上げることなく所望の摩擦係合を得ることができる。
【００２５】
この場合、ロータ６の径が大きくなった分だけ磁束Φの磁路が長くはなるが、取付板１７の断面積を大きく形成することにより、ロータの径が小さい場合と同様なアーマチュアの吸引力が得られるため、フィールドコア組立体８の形状を変えることなく既存のフィールドコア組立体８を使用することができる。また、ロータ６の径を大きくしてもコア１８の径を大きくすることがないから、コア１８が注型作業により励磁コイル１９を挿入した後に樹脂を充填して形成するようにしていることにより、充填する樹脂の量が増加しないので、従来と比較して軽量化を図ることもできる。
【００２６】
ここで、空間Ｓにエポキシ樹脂等の非磁性材を充填することにより、コア１８からこの空間Ｓへの磁束の短絡を規制することができるから、取付板１７の円筒部２１からコア１８への磁束迂回効率が向上する。このため、アーマチュア１４に対する磁気吸引力が向上する。また、空間Ｓにエポキシ樹脂等を充填することにより、コア１８の放熱性が向上し励磁コイル１９のコイル抵抗の上昇が抑制されるため、励磁コイル１９に通電された電流の電流値が下がることがない。このため、起磁力（電流値×巻数）が下がることがないから、磁気効率が向上する。
【００２７】
また、コア１８の端面２４ａと、ロータ６の側部６ｃとの間には隙間Ｓ１よりも大きく形成した隙間Ｓ２が設けられているため、この間での短絡磁束Φ２を低減することができるから、ロータ６の外側円筒部６ｂと取付板１７の円筒部２１との間に発生する磁束Φ１が低下するようなことがない。このため、アーマチュア１４に対する磁気吸引力が向上する。したがって、この隙間Ｓ２を一層拡げることにより、アーマチュア１４に対する磁気吸引力が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る電磁クラッチの断面図である。
【図２】図１におけるII部の拡大図である。
【図３】従来の電磁クラッチの断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…電磁クラッチ、２…コンプレッサ（装置）、３…回転軸、４…アーマチュア組立体、６…ロータ、６ａ…内側円筒部、６ｂ…外側円筒部、７…環状溝、８…フィールドコア組立体、１４…アーマチュア、１４ｃ…摩擦面、１７…取付板（取付部材）、１８…コア、１９…励磁コイル、２１…円筒部（延設部）、２３…内側円筒部、２４…外側円筒部、Ｓ…空間、Φ，Φ１，Φ２…磁束。
【図１】
2009047274.tif 000003
【図２】
2009047274.tif 000004
【図３】
2009047274.tif 000005