(57)【要約】【課題】電磁クラッチの磁気回路を構成する磁性体部材を鉄系金属の鋳造によって成形する電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法において、ひけ巣の発生を抑制する。【解決手段】溶かした鉄系金属を１６００℃以上、１６５０℃以下の温度で鋳型に流し込む工程を備える。磁性体部材は、例えば、電磁コイル１７の発生する電磁吸引力によりアーマチャ２３を吸着するロータ１１や、電磁コイル１７を収納するハウジング１６である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁クラッチの磁気回路を構成する磁性体部材（１１、１６）を鉄系金属の鋳造によって成形する電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法であって、
溶かした前記鉄系金属を１６００℃以上、１６５０℃以下の温度で鋳型に流し込む工程を備えることを特徴とする電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法。
【請求項２】
前記鉄系金属は、炭素の含有率が０．０５％以上、０．０１％以下の鉄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用磁性体部材の製造方法。
【請求項３】
前記鋳型は、新砂のみで作られた砂型であることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法。
【請求項４】
前記鋳型は、新砂と再生砂との混合砂で作られた砂型であり、
前記混合砂における前記再生砂の含有率が１％以上、２０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法。
【請求項５】
前記磁性体部材は、電磁コイル（１７）の発生する電磁吸引力によりアーマチャ（２３）を吸着するロータ（１１）であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法。
【請求項６】
前記磁性体部材は、電磁コイル（１７）を収納するハウジング（１６）であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁クラッチの磁気回路を構成する磁性体部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電磁クラッチは、鉄系金属（磁性体）で形成されたロータにより磁気回路を構成し、電磁コイルの発生する電磁吸引力によりロータがアーマチャを吸着するようになっている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、従来、電磁クラッチ用ロータの製造方法として、低炭素鋼の熱鍛造によりロータを成形する方法が知られている。
【特許文献１】特開平１１−１３２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の熱鍛造による電磁クラッチ用ロータの製造方法では、熱鍛造の成形精度が劣ることから、熱鍛造品で大まかな形を成形した後に、熱鍛造品を切削加工してロータを成形している。このため、切削加工時の切削取り代が大となってしまい、製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明者は、熱鍛造に比べて成形精度の高い鋳造によってロータを成形することを検討した。これによると、鋳造品を精度良く成形できるので、切削加工時の切削取り代を小さくすることができる。
【０００６】
しかしながら、鋳造品にはひけ巣が発生するおそれがあり、ひけ巣が発生した鋳造品を用いるとロータの強度が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
なお、この問題は、電磁クラッチ用ロータの製造方法のみならず、電磁クラッチの磁気回路を構成する電磁クラッチ用磁性体部材（例えば、電磁コイルを収納するハウジング等）の製造方法において同様に発生する。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、電磁クラッチの磁気回路を構成する磁性体部材を鉄系金属の鋳造によって成形する電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法において、ひけ巣の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、溶かした鉄系金属を１６００℃以上、１６５０℃以下の温度で鋳型に流し込む工程を備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、鋳型内において鉄系金属を良好に凝固させることができるので、ひけ巣の発生を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法において、鉄系金属を、炭素の含有率が０．０５％以上、０．０１％以下の鉄にすれば、磁性体部材（１１、１６）の靭性を向上することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法において、鋳型を、新砂のみで作られた砂型にすれば、鋳型内において鉄系金属をより良好に凝固させることができるので、ひけ巣の発生をより抑制することができる。なお、本発明における「新砂」とは、使い始めの真新しい砂のことを意味するものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明のように、請求項１または２に記載の電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法において、鋳型を、新砂と再生砂との混合砂で作られた砂型にし、
混合砂における再生砂の含有率を１％以上、２０％以下にしてもよい。なお、本発明における「再生砂」とは、砂型を崩して再生利用（リサイクル）する砂のことを意味するものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法において、磁性体部材は、電磁コイル（１７）の発生する電磁吸引力によりアーマチャ（２３）を吸着するロータ（１１）であることを特徴とする。
【００１５】
これにより、ロータ（１１）の強度を確保しつつ、ロータ（１１）の製造コストを低減することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法において、磁性体部材は、電磁コイル（１７）を収納するハウジング（１６）であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、ハウジング（１６）の強度を確保しつつ、ロータ（１１）の製造コストを低減することができる。
【００１８】
なお、上記各手段および特許請求の範囲の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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は車両空調用冷凍サイクルの冷媒圧縮機１に装着される電磁クラッチ１０の片側断面図である。図２（ａ）は図１の電磁クラッチ１０のロータ１１単体の断面図であり、図２（ｂ）は図１の電磁クラッチ１０のハウジング１６単体の側面図である。
【００２０】
ロータ１１は、電磁クラッチ１０の磁気回路を構成する磁性体部材であって、従動側機器（回転機械）である圧縮機１の回転軸２に連結されて回転軸２と一体に回転する。ここで、圧縮機１は自動車用空調装置の冷凍サイクルの冷媒圧縮用のものであって、公知の斜板型、ベーン型、スクロール型等のいずれのタイプでもよい。
【００２１】
ロータ１１は、断面コの字形状の２重リング部１２と略円筒形状のボス部１３とに大別され、低炭素鋼のような鉄系金属（強磁性体）で一体成形されている。２重リング部１２とボス部１３は同軸状に配置されている。ボス部１３の外径は２重リング部１２の内径よりも小さくなっている。そのため、２重リング部１２の内周部とボス部１３の外周部との間に径方向に延びる側板部１４を一体に形成することにより２重リング部１２とボス部１３とを繋いでいる。
【００２２】
２重リング部１２の外周円筒部１２ａと内周円筒部１２ｂとの間には環状の凹部１２ｃが形成されている。この凹部１２ｃは、開口部が圧縮機１側（図１の右方側）を向いている。２重リング部１２の外周円筒部１２ａと内周円筒部１２ｂとを繋ぐ側面には摩擦面１２ｄが形成されている。
【００２３】
ボス部１３は、２重リング部１２よりも圧縮機１と反対側（図１の左方側）に突き出すように配置されている。ボス部１３の内周面にはスプライン嵌合部１３ａが形成されており、このスプライン嵌合部１３ａにおいて圧縮機１の回転軸２がロータ１１にスプライン嵌合にて回り止めされている。そして、ボス部１３の端面に配置したワッシャ３を介在して、ナット４を回転軸２の先端部の図示しないネジ部に締結することにより、ロータ１１が回転軸２に一体に締結されている。
【００２４】
ステータ１５は、ハウジング１６内に電磁コイル１７を収納してなり、圧縮機１にボルト締結等の手段により固定される部材である。ハウジング１６は、ロータ１１と同様に、電磁クラッチ１０の磁気回路を構成する磁性体部材であって、低炭素鋼のような鉄系金属（強磁性体）で一体成形されている。
【００２５】
ハウジング１６は、断面コの字形状の２重リング部１８と鍔状のフランジ部１９とに大別される。２重リング部１８の外周円筒部と内周円筒部との間に形成された環状凹部に、電磁吸引力を発生する電磁コイル１７が収納される。電磁コイル１７は図示しない樹脂製の巻枠上に巻線された状態で、２重リング部１８の環状凹部に対して図示しない樹脂部材により絶縁固定されている。
【００２６】
フランジ部１９は、２重リング部１８よりも圧縮機１側にて２重リング部１８の径方向内側から外側に向かって延びており、電磁クラッチを圧縮機１に取り付けるための取り付け面を構成する。２重リング部１８とフランジ部１９との間には、軸方向に延びる円筒部２０が一体に形成され、この円筒部２０によって２重リング部１８とフランジ部１９とを繋いでいる。
【００２７】
ボス部１３の外周側に配置されるプーリ２１は、図示しない多重Ｖベルトを介して自動車エンジンから回転力を受けて回転する部材であり、その外周部に形成された多重Ｖ溝に多重Ｖベルトが係合される。
【００２８】
軸受２２はプーリ２１をロータ１１のボス部１３の外周上に回転自在に支持するための部材である。この軸受２２は、本例では図１に示すようにプーリ２１の内周部に固定された外輪２２ａと、ロータ１１のボス部１３の外周上に固定された内輪２２ｂと、この両者１４ａ、１４ｂの間に転動自在に保持されたボール２２ｃとを有する転がり軸受から構成されている。
【００２９】
アーマチャ２３はロータ１１とプーリ２１との間においてロータ１１の摩擦面１２ｄに対向配置される部材で、鉄系金属（強磁性体）にてリング状の平板形状に形成されている。このアーマチャ２３は電磁コイル１７の非通電時にはロータ１１の摩擦面１２ｄから所定の微小距離離れた位置（図１に示す位置）に板バネ２４のバネ力で保持されるようになっている。
【００３０】
この板バネ２４は細長の薄板状のものであり、アーマチャ２３の円周方向に複数個配置され、各板バネ２４の一端部はリベット２５によりアーマチャ２３に連結され、各板バネ２４の他端部は図示しないリベットによりプーリ２１に連結されている。
【００３１】
軸受２２のうち圧縮機１と反対側の端面（図１の左端面）には、環板状のスナップリング２６が組み付けられている。ロータ１１のうち圧縮機１と反対側の端面（図１の左端面）には、円板状のプレッシャープレート２７が組み付けられている。プーリ２１のうち圧縮機１と反対側の端面（図１の左端面）には、円板状のダストカバー２８が組み付けられている。
【００３２】
次に、上記構成において作動を説明する。プーリ２１およびアーマチャ２３を含む一体ユニットは、軸受２２によりロータ１１のボス部１３の外周面上で回転自在に支持されているので、図示しない自動車エンジンが運転されると、エンジンのクランクプーリの回転がベルト（図示せず）を介してプーリ２１に伝達され、上記一体ユニットは常時回転する。
【００３３】
一方、アーマチャ２３がロータ１１の摩擦面１２ｄから開離しているので、ロータ１１は停止しており、従って、圧縮機１の回転軸２も停止している。上記の状態において、圧縮機１を作動させるため、電磁コイル１７に通電すると、ロータ１１の摩擦面１２ｄとアーマチャ２３との間に電磁吸引力が発生するので、アーマチャ２３は板バネ２４の弾性力（図１の左方向への力）に抗して摩擦面１２ｄに吸引、吸着される。
【００３４】
この結果、ロータ１１がアーマチャ２３を介してプーリ２１と一体となって回転するので、圧縮機１の回転軸２にプーリ２１の回転が伝達され、圧縮機１が作動する。一方、圧縮機１を停止するときは、電磁コイル１７への通電を遮断する。これにより、電磁吸引力が消滅するので、アーマチャ２３は板バネ２４の軸方向弾性力によりロータ１１の摩擦面１２ｄおよび摩擦板１３から離れ、圧縮機１の回転軸２への回転伝達が遮断されるため、圧縮機１が停止する。
【００３５】
次に、ロータ１１およびハウジング１６の製造方法の概略を図３に基づいて説明する。まず、ロータ１１およびハウジング１６を鋳造で作り（鋳造工程）、次に、鋳造工程で鋳造されたロータ１１およびハウジング１６を切削し（切削工程）、さらに、切削されたロータ１１およびハウジング１６にめっきによる表面処理を行う（表面処理工程）。
【００３６】
このようにして成形されたロータ１１およびハウジング１６に電磁コイル１７等の部品を組み付けて電磁クラッチ１０が完成する。
【００３７】
次に、ロータ１１およびハウジング１６を鋳造する鋳造工程を図４に基づいて具体的に説明する。まず、砂型（鋳型）を新砂のみで作成する。ここで、新砂とは、使い始めの真新しい砂のことを意味している。これに対し、砂型を崩して再生利用（リサイクル）する砂を以下、再生砂と言う。
【００３８】
次に、炭素の含有率が０．０５％〜０．１％の鉄を溶かし、溶かした鉄を１６００℃〜１６５０℃の温度で砂型に流し込む。次に、砂型の中で鉄を冷却して固めた後に、成形されたロータ１１およびハウジング１６を砂型を崩して取り出す。
【００３９】
そして、砂型から取り出されたロータ１１およびハウジング１６を８８０℃〜９００℃で熱処理（焼きならし）して、鋳造工程が完了する。
【００４０】
本実施形態では、鋳造工程において、溶かした鉄を１６００℃〜１６５０℃の温度で砂型に流し込むことにより、砂型内において鉄系金属を良好に凝固させることができるので、ひけ巣の発生を抑制することができる。
【００４１】
しかも、砂型を新砂のみで作成しているので、砂型内において鉄系金属をより良好に凝固させることができ、ひけ巣の発生をより抑制することができる。
【００４２】
また、炭素の含有率が０．０５％〜０．１％の鉄によってロータ１１およびハウジング１６を成形しているので、ロータ１１およびハウジング１６の靭性を向上することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、砂型を新砂のみで作成しているが、本第２実施形態では、図５に示すように、新砂と再生砂とを混合した混合砂で砂型を作成している。
【００４４】
より具体的には、混合砂における再生砂の含有率を１％以上、２０％以下にしている。これにより、砂型内において鉄系金属を良好に凝固させることができるので、ひけ巣の発生を抑制することができる。
【００４５】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、鋳型として砂型を用いているが、これに限定されるものではなく、砂型以外の鋳型を用いてもよいことはもちろんである。
【００４６】
また、上記各実施形態では、圧縮機１に固定されたハウジング１６に電磁コイル１７を収納するコイル固定型の電磁クラッチに本発明を適用しているが、ロータ１１またはプーリ２１に電磁コイル１７を取り付けて電磁コイル１７をロータ１１またはプーリ２１と一体に回転させるコイル回転型の電磁クラッチにも本発明を適用することができる。
【００４７】
また、上記各実施形態は、車両空調用冷凍サイクルの冷媒圧縮機に装着される電磁クラッチに本発明を適用した例を示しているが、これに限定されるものではなく、種々の用途の電磁クラッチに本発明を適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態による電磁クラッチの片側断面図である。
【図２】（ａ）は図１のロータ単体の断面図であり、（ｂ）は図１のハウジング単体の側面図である。
【図３】ロータおよびハウジングの製造方法等を示すフローチャートである。
【図４】図３の鋳造工程を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態による鋳造工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１１  ロータ（磁性体部材）
１６  ハウジング（磁性体部材）
１７  電磁コイル
２３  アーマチャ
【図１】
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【図２】
2009274120.tif 000004
【図３】
2009274120.tif 000005
【図４】
2009274120.tif 000006
【図５】
2009274120.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月1日(2008.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記鉄系金属は、炭素の含有率が０．０５％以上、０．１％以下の鉄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用磁性体部材の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の電磁クラッチ用磁性体部材の製造方法において、鉄系金属を、炭素の含有率が０．０５％以上、０．１％以下の鉄にすれば、磁性体部材（１１、１６）の靭性を向上することができる。