WO2016103665A1 - 電磁クラッチおよびその製造方法 - Google Patents
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- F16D27/112—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members with flat friction surfaces, e.g. discs
Definitions
- This disclosure relates to an electromagnetic clutch and a manufacturing method thereof.
- Patent Document 1 describes an electromagnetic clutch including a rotor, a stator, and an electromagnetic coil.
- the rotor has a U-shaped cross section having an inner cylindrical portion and an outer cylindrical portion centered on the rotation center line, and a rotor wall portion connected to these end portions.
- the stator has an L-shaped cross section having a cylindrical portion centered on the rotation center line of the rotor and a stator wall portion extending from the end of the cylindrical portion on the side away from the rotor wall portion toward the radially outer side of the cylindrical portion. Shape.
- the electromagnetic coil is wound around a spool (also called a coil bobbin) having a U-shaped cross section, and is fixed to the cylindrical portion of the stator via the spool.
- the stator is disposed in an inner space of the rotor surrounded by the outer cylindrical portion, the inner cylindrical portion and the rotor wall portion of the rotor in a state where the electromagnetic coil is fixed, and the cylindrical portion of the stator is connected to the inner cylindrical portion of the rotor.
- the end faces in the radial direction of the stator wall portion are opposed to the outer cylindrical portion of the rotor via the gap.
- the electromagnetic coil can be directly wound (directly wound) around the stator.
- the radial direction dimension of the coil space in a stator radial direction can be expanded by the thickness of the part by which the electromagnetic coil of a spool is wound.
- the reduction in the transmission torque capability is not limited to the electromagnetic clutch in which the electromagnetic coil is directly wound around the L-shaped stator and the electromagnetic coil is fixed to the stator.
- an electromagnetic clutch in which an electromagnetic coil is disposed via an interposed member on the radially outer side of the cylindrical portion of the L-shaped stator, and the electromagnetic coil is fixed to the stator, the transmission torque capability can be reduced.
- the present disclosure has a first object of suppressing a decrease in transmission torque capability in an electromagnetic clutch using a stator having an L-shaped cross section. Moreover, this indication makes it the 2nd objective to suppress the fall of the transmission torque capability in the electromagnetic clutch which wound the electromagnetic coil directly on the stator of L-shaped cross section.
- the electromagnetic clutch includes an electromagnetic coil that generates an electromagnetic attractive force when energized, a rotor that rotates around a rotation center line by receiving a rotational driving force from a driving source, and energization of the electromagnetic coil.
- An armature that is sometimes coupled to the rotor by electromagnetic attraction force and separated from the rotor when the electromagnetic coil is not energized, a stator that is disposed in the internal space of the rotor, and that holds the electromagnetic coil, and a member that is separate from the stator And a separate member.
- the rotor, the armature, the stator and the separate member are made of a magnetic material.
- the rotor includes an outer cylindrical portion centered on the rotation center line, an inner cylindrical portion centered on the rotation center line, an end portion on the side close to the armature of the outer cylindrical portion, and the inner cylinder. And a wall portion connecting the end portion of the portion close to the armature.
- a space surrounded by the outer cylindrical portion, the inner cylindrical portion and the wall portion of the rotor is the inner space of the rotor.
- the stator includes a cylindrical portion centering on the rotation center line and a wall portion extending from the end opposite to the armature of the cylindrical portion of the stator toward the radially outer side of the cylindrical portion of the stator.
- the electromagnetic coil is disposed radially outside the cylindrical portion of the stator.
- the separate member has at least a separate cylindrical portion centered on the rotation center line and is in contact with the wall portion of the stator.
- the separate cylindrical portion is disposed outside the electromagnetic coil in the radial direction so as to cover the outer periphery of the electromagnetic coil, and is opposed to the outer cylindrical portion of the rotor via a gap.
- the electromagnetic clutch includes an electromagnetic coil that generates an electromagnetic attractive force when energized, a rotor that rotates around a rotation center line by receiving a rotational driving force from a driving source, and energization of the electromagnetic coil.
- An armature that is sometimes coupled to the rotor by electromagnetic attraction force and separated from the rotor when the electromagnetic coil is not energized, a stator that is disposed in the internal space of the rotor, and that holds the electromagnetic coil, and a member that is separate from the stator And a separate member.
- the rotor, the armature, the stator and the separate member are made of a magnetic material.
- the rotor includes an outer cylindrical portion centered on the rotation center line, an inner cylindrical portion centered on the rotation center line, an end portion on the side close to the armature of the outer cylindrical portion, and the inner cylinder. And a wall portion connecting the end portion of the portion close to the armature.
- a space surrounded by the outer cylindrical portion, the inner cylindrical portion and the wall portion of the rotor is the inner space of the rotor.
- the stator includes a cylindrical portion centering on the rotation center line and a wall portion extending from the end opposite to the armature of the cylindrical portion of the stator toward the radially outer side of the cylindrical portion of the stator.
- the electromagnetic coil is directly wound around the cylindrical portion of the stator.
- the separate member has at least a separate cylindrical portion centered on the rotation center line and is in contact with the wall portion of the stator.
- the separate cylindrical portion is disposed outside the electromagnetic coil in the radial direction so as to cover the outer periphery of the electromagnetic coil, and is opposed to the outer cylindrical portion of the rotor via a gap.
- the outer cylindrical portion of the stator faces the outer cylindrical portion of the rotor via a gap in a state where the stator is disposed in the inner space of the rotor.
- the L-shaped cross section of the stator and the separate cylindrical portion are arranged in the inner space of the rotor, and the separate cylindrical portion is provided with a gap in the outer cylindrical portion of the rotor.
- the magnetic resistance between the separate cylindrical portion and the stator is lower than that of a member away from the stator, and can be regarded as a part of the stator.
- the outer cylindrical portion of the rotor is substantially The area facing the stator can be increased.
- the facing area between the outer cylindrical portion of the rotor and the stator can be brought close to the facing area when a stator having a U-shaped cross section is used.
- FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4.
- FIG. 4 is the front view of the arm support in FIG. 1, Comprising: It is the figure which looked at the arm support from the VI arrow direction of FIG. It is the VII-VII sectional view taken on the line in FIG. It is a figure which shows the assembly
- an engine is a drive source and the compressor 2 is a driven device.
- the compressor 2 sucks and compresses the refrigerant, and is decompressed by a radiator that dissipates the refrigerant discharged from the compressor 2, an expansion valve that decompresses and expands the refrigerant flowing out of the radiator, and an expansion valve.
- a refrigerating cycle device for a vehicle air conditioner is configured together with an evaporator that evaporates the refrigerant and exerts an endothermic effect.
- the electromagnetic clutch 1 includes a rotor 10 that constitutes a driving side rotating body that rotates around a rotation center line O when receiving a rotational driving force from an engine, and a driven side rotation that is coupled to a rotating shaft 2 a of the compressor 2. And an armature 20 constituting the body. By connecting or disconnecting the rotor 10 and the armature 20, transmission of the rotational driving force from the engine to the compressor 2 is interrupted.
- FIG. 1 shows a state where the rotor 10 and the armature 20 are separated from each other.
- the electromagnetic clutch 1 connects the rotor 10 and the armature 20, the rotational driving force of the engine is transmitted to the compressor 2 and the refrigeration cycle apparatus operates.
- the electromagnetic clutch 1 separates the rotor 10 and the armature 20, the rotational driving force of the engine is not transmitted to the compressor 2, and the refrigeration cycle apparatus does not operate.
- the operation of the electromagnetic clutch 1 is controlled by a control signal output from an air conditioning control device that controls the operation of various components of the refrigeration cycle apparatus.
- the electromagnetic clutch 1 includes a rotor 10, an armature 20, a stator 30, and an arm support 40.
- the rotor 10 has a double-cylindrical structure with a U-shaped cross section that is open on the side opposite to the armature 20 that is on the side opposite to the armature (the right side in FIG. 1). That is, the rotor 10 includes an outer cylindrical portion 11 centered on the rotation center line O, an inner cylindrical portion 12 centered on the rotation center line O, and an outer cylindrical portion disposed on the inner peripheral side of the outer cylindrical portion 11. 11 and a wall portion 13 extending in a direction perpendicular to the rotation center line O so as to connect ends of the inner cylindrical portion 12 on the side close to the armature 20.
- the outer cylindrical portion 11, the inner cylindrical portion 12, and the wall portion 13 are made of a magnetic material such as iron.
- the outer cylindrical portion 11 and the inner cylindrical portion 12 have the same axial length of the rotation center line O.
- the outer cylindrical portion 11 and the inner cylindrical portion 12 are arranged coaxially with respect to the rotating shaft 2a of the compressor 2. That is, the rotation center line O shown in FIG. 1 is a rotation center line of the outer cylindrical portion 11 and the inner cylindrical portion 12, and also a rotation center line of the rotation shaft 2a.
- the rotation center line O shown in FIG. 1 is a rotation center line of the outer cylindrical portion 11 and the inner cylindrical portion 12, and also a rotation center line of the rotation shaft 2a.
- a V groove 11a on which a V belt is hung is formed on the outer peripheral side of the outer cylindrical portion 11.
- An outer race of the ball bearing 14 is fixed to the inner peripheral side of the inner cylindrical portion 12.
- the ball bearing 14 is for rotatably fixing the rotor 10 to the housing forming the outer shell of the compressor 2. Therefore, the inner race of the ball bearing 14 is fixed to a housing boss portion 2 b provided on the housing of the compressor 2.
- the wall portion 13 has one end surface 13a and the other end surface 13b disposed on one side and the other side in the axial direction of the rotation center line O, respectively, and these end surfaces 13a and 13b are mutually in the axial direction. In addition to being separated from each other, they extend in a direction perpendicular to the axial direction.
- the wall portion 13 is formed with a plurality of arc-shaped demagnetization slits 13c and 13d arranged in two rows in the radial direction when viewed from the axial direction.
- the demagnetization slits 13c and 13d extend through the wall portion 13 in the axial direction.
- One end surface 13a of the wall 13 faces the armature 20 and becomes a friction surface of the rotor 10 that comes into contact with the armature 20 when the rotor 10 and the armature 20 are connected. Therefore, hereinafter, one end surface 13a of the wall portion 13 is also referred to as a friction surface 13a.
- a friction member 15 for increasing the friction coefficient of the wall portion 13 is disposed on a part of the friction surface 13a of the wall portion 13.
- the friction member 15 is made of a nonmagnetic material. Specifically, a material obtained by solidifying alumina with a resin or a sintered material of metal powder such as aluminum powder can be used.
- the armature 20 is made of a magnetic material such as iron.
- the armature 20 is a disk-shaped member that extends in a direction orthogonal to the rotation center line O and has a through hole that penetrates the front and back in the axial direction at the center.
- the armature 20 has one end face 20a and the other end face 20b disposed on one side and the other side in the axial direction of the rotation center line O, respectively.
- the rotation center of the armature 20 is disposed coaxially with the rotation shaft 2 a of the compressor 2. That is, the rotation center line of the armature 20 coincides with the rotation center line O.
- the armature 20 is formed with a plurality of arc-shaped demagnetization slits 20c when viewed from the axial direction, like the wall portion 13 of the rotor 10.
- the demagnetization slit 20c passes through one end surface 20a and the other end surface 20b of the armature 20.
- the demagnetization slit 20 c is positioned between the demagnetization slit 13 c on the inner side in the radial direction of the wall portion 13 and the demagnetization slit 13 d on the outer side in the radial direction of the wall portion 13.
- one end face 20a of the armature 20 faces the friction surface 13a of the rotor 10, and forms a friction surface that comes into contact with the rotor 10 when the rotor 10 and the armature 20 are connected. Therefore, hereinafter, one end surface 20a of the armature 20 is also referred to as a friction surface 20a of the armature 20. Further, a substantially disc-shaped outer hub 21 is fixed to the other end surface 20 b of the armature 20.
- the outer hub 21 constitutes a connecting member for connecting the armature 20 and the rotating shaft 2a of the compressor 2 together with an inner hub 22 described later.
- the outer hub 21 and the inner hub 22 have cylindrical portions 21 a and 22 a that extend in the axial direction of the rotation center line O, respectively, and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 21 a of the outer hub 21 and the cylindrical portion 22 a of the inner hub 22.
- a cylindrical rubber 23 which is an elastic member made of an elastic material (elastomer) is vulcanized and bonded to the outer peripheral surface.
- the inner hub 22 is fixed by being tightened by a bolt 24 in a screw hole provided in the rotary shaft 2a of the compressor 2. That is, the inner hub 22 is configured to be connectable to the rotary shaft 2 a of the compressor 2.
- the armature 20, the outer hub 21, the rubber 23, the inner hub 22, and the rotary shaft 2a of the compressor 2 are connected.
- the armature 20, the outer hub 21, the rubber 23, the inner hub 22, and the rotation shaft 2 a of the compressor 2 rotate together with the rotor 10.
- the rubber 23 applies an elastic force to the outer hub 21 in a direction away from the rotor 10. Due to this elastic force, when the rotor 10 and the armature 20 are separated from each other, a predetermined gap is formed between the friction surface 20 a of the armature 20 connected to the outer hub 21 and the friction surface 13 a of the rotor 10. Is done.
- the stator 30 is a non-rotating body, which is fixed to the compressor 2 in this embodiment and does not rotate.
- the stator 30 is disposed in the inner space 100 of the rotor 10 surrounded by the outer cylindrical portion 11, the inner cylindrical portion 12 and the wall portion 13 of the rotor 10. For this reason, the stator 30 is opposed to the other end surface 13 b of the wall portion 13, and a space 101 is formed between the stator 30 and the other end surface 13 b of the wall portion 13.
- the stator 30 includes a cylindrical stator cylindrical portion 31 centering on the rotation center line O and an end of the stator cylindrical portion 31 on the side opposite to the armature (right side in FIGS. 3 and 5). And a stator wall portion 32 extending in a direction perpendicular to the rotation center line O from the portion toward the radial outer side of the stator cylindrical portion 31, and the cross-sectional shape is L-shaped.
- This cross section is a cross section obtained by cutting the stator 30 along the radial direction of the stator 30.
- the stator cylindrical portion 31 and the stator wall portion 32 are formed integrally, that is, continuously with the same material, and are made of a magnetic material such as iron.
- the stator 30 holds an electromagnetic coil 34.
- an annular plate-shaped spool 33 perpendicular to the rotation center line O is press-fitted on the outer peripheral surface of the stator cylindrical portion 31. It is fixed.
- the spool 33 referred to here suppresses the side surface of the wound electromagnetic coil 34.
- An electromagnetic coil 34 is directly wound (directly wound) around the stator cylindrical portion 31.
- the electromagnetic coil 34 is disposed in a space 300 surrounded by the stator cylindrical portion 31, the stator wall portion 32, and the spool 33. That is, the electromagnetic coil 34 is disposed on the outer side in the radial direction of the stator cylindrical portion 31 with respect to the stator cylindrical portion 31.
- the electromagnetic coil 34 is fixed to the stator 30 by being directly wound around the stator cylindrical portion 31.
- a connector is connected to the electromagnetic coil 34.
- the stator 30 is formed with a connector take-out portion 321 for taking out the connector.
- the arm support 40 functions as a fixing member for fixing the stator 30 to the compressor 2, and is fixed to the compressor 2 and supports the stator 30.
- the arm support 40 includes an annular plate-like plate portion 41 and a cylindrical support cylindrical portion 42 centering on the rotation center line O, and the cross-sectional shape is reversed. It is L-shaped.
- This cross section is a cross section obtained by cutting the arm support 40 along the radial direction of the arm support 40.
- the plate part 41 and the support cylindrical part 42 are integrally formed and are made of a magnetic material such as iron.
- the arm support 40 is used as an example of a separate member formed of a member separate from the stator 30, and the support cylindrical portion 42 constitutes a separate cylindrical portion of the present disclosure.
- the plate portion 41 extends in a direction orthogonal to the rotation center line O and is parallel to the stator wall portion 32.
- the plate portion 41 is fixed to the end surface 32a opposite to the armature in the axial direction of the rotation center line O of the stator wall portion 32 by a fastening member such as a rivet.
- the plate portion 41 is fixed to the housing of the compressor 2.
- the housing of the compressor 2 constitutes a part of the driven device. Therefore, the plate part 41 is directly fixed to the driven device.
- the plate portion 41 is formed with a connector take-out portion 411 for taking out a connector (not shown) connected to the electromagnetic coil 34.
- the support cylindrical portion 42 extends from the end portion of the plate portion 41 to the armature side with respect to the stator wall portion 32. Therefore, as shown in FIG. 3, the support cylindrical portion 42 is disposed outside the electromagnetic coil 34 in the radial direction of the stator cylindrical portion 31 so as to cover the outer periphery of the electromagnetic coil 34.
- a resin member 35 that seals the electromagnetic coil 34 is provided between the support cylindrical portion 42 and the stator 30.
- the resin member 35 is made of polyamide resin or the like.
- the plate portion 41 is in contact with the end surface 32 a in the axial direction of the stator wall portion 32, and the support cylindrical portion 42 is the end surface on the radially outer side of the stator wall portion 32. It is in contact with 32b (radial end surface).
- the end surface 32a in the axial direction is an end surface on the side away from the armature of the stator wall portion 32 in the axial direction of the rotation center line O (the side opposite to the armature).
- stator 30 and the support cylindrical portion 42 are arranged in the internal space 100 of the rotor 10 in a state of being combined with each other.
- the stator cylindrical portion 31 faces the inner cylindrical portion 12 of the rotor 10 via a gap.
- the support cylindrical portion 42 is opposed to the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 via a gap.
- the operation of the electromagnetic clutch 1 having the above configuration will be described.
- the electromagnetic coil 34 When the electromagnetic coil 34 is energized, the armature 20 is attracted to the friction surface 13a of the rotor 10 by the electromagnetic attractive force generated by the electromagnetic coil 34, and the rotor 10 and the armature 20 are connected. Thereby, the rotational power from the engine is transmitted to the compressor 2.
- the assembly process of the stator 30 and the electromagnetic coil 34 in the present embodiment and the assembly process of the stator and the electromagnetic coil in the comparative example 1 will be described.
- the assembly process of the stator 30 and the electromagnetic coil 34 is a part of the manufacturing method of the electromagnetic clutch 1 of this embodiment.
- 8A, 8B, 8C, and 8D show the assembly process of the stator and the electromagnetic coil in the first comparative example.
- Comparative Example 1 is an example using a stator J30 having a U-shaped cross section.
- the stator J30 includes an inner cylindrical portion J31 corresponding to the stator cylindrical portion 31 of the present embodiment, a stator wall portion J32 corresponding to the stator wall portion 32 of the present embodiment, and an outer cylinder disposed outside the inner cylindrical portion J31. Part J33.
- the outer cylindrical portion J33 is formed integrally with the inner cylindrical portion J31 and the stator wall portion J32.
- An annular plate-shaped arm support J40 is fixed in advance to the stator wall J32.
- the spool J34 has a cylindrical tube portion J341 and a pair of side walls J342 and J343 connected to both ends of the tube portion.
- the cylinder portion J341 is a portion around which the electromagnetic coil J35 is wound.
- One side wall J342 corresponds to the spool 33 of the present embodiment.
- the spool J34 is made of resin.
- the internal space J300 is a space surrounded by the inner cylindrical portion J31, the stator wall portion J32, and the outer cylindrical portion J33.
- a step of sealing the electromagnetic coil J35 with the resin member J36 is performed. In this way, the assembly of the electromagnetic coil J35 to the stator J30 is completed.
- FIGS. 9A, 9B, and 9C are sequentially performed.
- a step of preparing the stator 30 and the arm support 40 is performed.
- a spool 33 is fixed to the stator 30 in advance.
- stator 30 around which the electromagnetic coil 34 is wound is inserted into the support cylindrical portion 42 of the arm support 40.
- stator wall portion 32 and the plate portion 41 of the arm support 40 are fixed using rivets, and the electromagnetic coil 34 is sealed with the resin member 35.
- the assembly of the electromagnetic coil 34 to the stator 30 is completed. That is, the manufacture of the stator 30 is completed. And other parts, such as the rotor 10 and the armature 20, are manufactured, and the electromagnetic clutch 1 is manufactured.
- Comparative Example 1 after winding the electromagnetic coil J35 around the spool J34, the spool J34 is inserted into the internal space J300 of the stator J30, whereas in this embodiment, the electromagnetic coil 34 is attached to the stator 30.
- the present embodiment is different from Comparative Example 1 in that the stator 30 is assembled to the arm support 40.
- a stator 30 having an L-shaped cross section is used.
- the shape of the stator 30 is simplified, manufacture of the stator 30 by press work becomes easy. As a result, the manufacturing cost of the electromagnetic clutch 1 can be reduced.
- stator 30 having the L-shaped cross section and the arm support 40 having the inverted L-shaped cross section having the support cylindrical portion 42 are used, and the cylindrical portion outside the electromagnetic coil 34 is the stator 30. It is composed of a separate member.
- the electromagnetic coil 34 can be directly wound around the stator cylindrical portion 31 of the stator 30.
- the arm support 40 can be assembled after the electromagnetic coil 34 is wound directly around the stator cylindrical portion 31.
- the electromagnetic coil 34 is directly wound around the stator cylindrical portion 31.
- the electromagnetic coil is wound around the cylindrical portion of the spool, and the thickness of the cylindrical portion of the spool around which the electromagnetic coil is wound is compared with the case where the spool around which the electromagnetic coil is wound is assembled to the stator.
- the radial dimension of the coil space in the radial direction can be enlarged.
- the electromagnetic coil when the electromagnetic coil is wound around the cylindrical part of the spool, since the spool is generally made of resin, the heat dissipation of the electromagnetic coil is deteriorated.
- the electromagnetic coil 34 since the electromagnetic coil 34 is wound directly around the stator cylindrical portion 31, heat dissipation from the electromagnetic coil 34 to the stator 30 becomes smooth, and the coil heat dissipation is improved.
- Comparative Example 1 is shown in FIG. 8D described above, and uses a stator having a U-shaped cross section.
- the outer cylindrical portion J33 of the stator J30 faces the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 with a gap in a state where the stator J30 is disposed in the inner space 100 of the rotor 10.
- Comparative Example 2 is the same as the present embodiment in that an L-shaped stator 30 is used, but is different from the present embodiment in that the support cylindrical portion 42 of the arm support 40 is not provided. It is.
- Comparative Example 2 in a state where the stator 30 is disposed in the internal space 100 of the rotor 10, the end surface 32 b in the radial direction of the stator wall portion 32 faces the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 via a gap.
- Comparative Example 2 compared with Comparative Example 1, the radial dimension of the coil space can be increased by eliminating the outer cylindrical portion J33 in the stator J30 having a U-shaped cross section.
- the facing area between the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 and the stator 30 may be small.
- Comparative Example 2 compared with Comparative Example 1, in the gap between the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 and the stator wall portion 32, the magnetic flux density is increased, that is, the magnetic resistance is increased and the magnetic resistance is increased.
- the amount of magnetic flux flowing through the entire circuit was reduced by 15%.
- the amount of magnetic flux flowing through the friction surface 13a of the rotor 10 and the friction surface 20a of the armature 20 is also reduced by 15%.
- the suction force F ′ of Comparative Example 2 is expressed by the following equation.
- transmission torque capability falls.
- the stator 30 and the support cylindrical portion 42 having an L-shaped cross section are disposed in the inner space 100 of the rotor 10, and the support cylindrical portion 42 is disposed in the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 via a gap. They are facing each other. Since the arm support 40 including the support cylindrical portion 42 is in contact with the stator 30, the magnetic resistance between the arm support 40 and the stator 30 is lower than that of the member separated from the stator 30. Therefore, the support cylindrical portion 42 can be regarded as a part of the stator 30.
- the opposing area of the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 and the stator 30 can be substantially increased.
- the opposed area between the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 and the stator 30 can be substantially brought close to the opposed area of the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 and the outer cylindrical portion J33 of the stator J30 of Comparative Example 1. .
- the support cylindrical portion 42 is disposed in the inner space 100 of the rotor 10, and the support cylindrical portion 42 is opposed to the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 via a gap.
- the support cylindrical portion 42 corresponds to the outer cylindrical portion J33 of the stator J30 of Comparative Example 1, and the electromagnetic clutch 1 of the present embodiment has a structure similar to that of the electromagnetic clutch J1 of Comparative Example 1. Yes. Therefore, when the electromagnetic clutch 1 of the present embodiment is employed, there are few changes to the electromagnetic clutch J1 of the comparative example 1.
- the support cylindrical portion 42 is disposed on the side opposite to the armature from the stator wall portion 32, and the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10 is disposed on the anti-armature. It is conceivable that a cylindrical portion connected to the outer cylindrical portion 11 is separately added to the outer cylindrical portion 11 on the side opposite to the armature side of the outer cylindrical portion 11. However, in this case, if it is intended to ensure a sufficient area facing the outer cylindrical portion 11 of the rotor 10, for example, the axial length of the rotor 10 may be increased.
- the support cylindrical part 42 is provided in the arm support 40 and the support cylindrical part 42 is disposed in the internal space 100 of the rotor 10, the axial length of the rotor 10 is increased. Can be avoided.
- the cylindrical portion (support cylindrical portion) 42 outside the electromagnetic coil 34 is configured as a part of the arm support 40, and thus the cylindrical portion 42 is configured separately from the arm support 40. Compared with the case where it does, the increase in a number of parts can be suppressed and the increase in the number of processes can be suppressed in the assembly of the stator 30.
- the cylindrical portion outside the electromagnetic coil 34 is configured by a member different from the arm support 40, and the other configurations are the same as those in the first embodiment.
- the shape of the arm support 40 is changed to a shape having only the plate portion 41 of the arm support 40 of the first embodiment.
- the arm support 40 is fixed to an end face in the axial direction of the stator wall portion 32 by a fastening member such as a rivet (not shown) at 32 a and is fixed to the housing of the compressor 2.
- a separate member 50 is provided separately from the arm support 40.
- the separate member 50 has a shape having only the cylindrical portion 51.
- the separate member 50 is made of a magnetic material such as iron.
- the cylindrical portion 51 corresponds to the support cylindrical portion 42 of the first embodiment, and constitutes a separate cylindrical portion of the present disclosure.
- the cylindrical portion 51 is fixed to the stator 30 by press-fitting the stator 30 into the cylindrical portion 51. For this reason, the cylindrical portion 51 is in contact with the end surface 32 b in the radial direction of the stator wall portion 32.
- the separate member 50 of the present embodiment is used instead of the arm support 40 of the first embodiment, so that the stator 30 can be used. Assembling of the electromagnetic coil 34 is performed. Assembling of the arm support 40 to the stator 30 may be performed either before the electromagnetic coil 34 is wound or after the stator 30 and the separate member 50 are assembled.
- the stator 30 and the cylindrical portion 51 having an L-shaped cross section are used, the effects (1) to (5) described in the first embodiment are achieved.
- the cylindrical portion outside the electromagnetic coil 34 is configured by a member different from the arm support 40, and the other configurations are the same as those in the first embodiment.
- a separate member 60 having a plate-like plate portion 61 and a cylindrical cylindrical portion 62 is provided separately from the arm support 40.
- the separate member 60 is made of a magnetic material such as iron.
- the cylindrical portion 62 corresponds to the support cylindrical portion 42 of the arm support 40 of the first embodiment, and constitutes a separate cylindrical portion of the present disclosure.
- the plate portion 61 is formed integrally with the cylindrical portion 62 and extends in a direction orthogonal to the rotation center line O.
- the shape of the arm support 40 is the same as in the second embodiment.
- the arm support 40 is fixed to the stator wall portion 32 and the plate portion 61 by a fastening member such as a rivet (not shown).
- the separate member 60 of the present embodiment is used instead of the arm support 40 of the first embodiment, so that the stator 30 can be used. Assembling of the electromagnetic coil 34 is performed. Assembling of the arm support 40 to the stator 30 is performed after the stator 30 and the separate member 60 are assembled.
- stator 30 having the L-shaped cross section and the cylindrical portion 62 are used, the effects (1) to (5) described in the first embodiment are produced.
- the separate member 60 of this embodiment is in contact with both the end surface 32b in the radial direction of the stator wall portion 32 and the end surface 32a in the axial direction, and is in contact with only the end surface 32b in the radial direction of the stator wall portion 32.
- the contact area is wide.
- minute irregularities exist on the contact surface, a minute gap exists between the contact surfaces facing each other. This minute gap increases the magnetic resistance of the contact portion.
- the magnetic resistance between the stator 30 and the separate member 60 can be reduced by increasing the contact area.
- the arm support 40 is in contact with both the end face 32b in the radial direction of the stator wall portion 32 and the end face 32a in the axial direction, so the same can be said.
- a spool 36 is disposed between the electromagnetic coil 34 and the stator 30, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
- the spool 36 is a wound member around which the electromagnetic coil 34 is wound.
- the spool 36 is made of a resin material.
- the spool 36 functions as an example of an insulating member that insulates the electromagnetic coil 34 and the stator 30.
- the spool 36 has a cylindrical spool cylindrical portion 361 centered on the rotation center line O, and a pair of side walls 362 and 363 connected to both ends of the spool cylindrical portion 361.
- the side walls 362 and 363 extend outward in the radial direction of the spool cylindrical portion 361.
- the spool 36 has a U-shaped cross section. This cross section is a cross section obtained by cutting the spool 36 along the radial direction of the spool 36.
- the spool 36 is fixed to the stator 30 in a state where the spool cylindrical portion 361 is disposed on the radially outer side of the stator cylindrical portion 31.
- the electromagnetic coil 34 is wound around the spool cylindrical portion 361. Therefore, the electromagnetic coil 34 is wound around the stator cylindrical portion 31 via the spool 36.
- the conducting wire constituting the electromagnetic coil 34 is covered with a covering material made of an insulating material such as a resin material. For this reason, the electromagnetic coil 34 is insulated from the stator 30.
- FIGS. 16A, 16B, and 16C are sequentially performed.
- a step of preparing the stator 30 and the arm support 40 is performed.
- a spool 36 is fixed to the stator 30.
- the spool 36 is fixed in a state where it is press-fitted into the stator 30.
- the spool 36 may be integrally molded with the stator 30.
- a process of winding the electromagnetic coil 34 around the spool 36 is performed. Accordingly, the electromagnetic coil 34 is disposed on the outer side in the radial direction of the stator cylindrical portion 31 with respect to the stator cylindrical portion 31. The electromagnetic coil 34 is fixed to the stator 30.
- the stator 30 around which the electromagnetic coil 34 is wound is inserted into the support cylindrical portion 42 of the arm support 40.
- the subsequent steps are the same as in the first embodiment.
- stator 30 and the arm support 40 having an L-shaped cross section are used.
- winding is performed in a state where the spool 36 is reinforced by the stator cylindrical portion 31.
- strength of the spool 36 can be lowered
- the radial dimension of the coil space in the radial direction of the stator 30 can be expanded.
- the thickness of the spool 36 is shown to be thicker than the actual thickness.
- the spool cylindrical portion 361 is interposed between the electromagnetic coil 34 and the stator cylindrical portion 31.
- a side wall 363 is interposed between the electromagnetic coil 34 and the stator wall portion 32.
- the spool 36 is interposed between the electromagnetic coil 34 and the stator 30.
- a resin member made of a resin material is used as an example of an insulating member that insulates the electromagnetic coil 34 and the stator 30.
- a member made of a material other than the resin material may be used. Good.
- a part of the assembly process of the stator 30 and the electromagnetic coil 34 is changed with respect to the fourth embodiment.
- a step of preparing a spool 36 around which an electromagnetic coil 34 is wound, a stator 30, and an arm support 40 is performed.
- the thickness of the spool 36 may be the same as that of the spool in an electromagnetic clutch using a stator having a U-shaped cross section.
- FIG. 17B a process of fixing the spool 36 around which the electromagnetic coil 34 is wound to the stator 30 is performed.
- the stator cylindrical portion 31 is inserted inside the spool cylindrical portion 361.
- the electromagnetic coil 34 is arranged on the outer side in the radial direction of the stator cylindrical portion 31 with respect to the stator cylindrical portion 31 with respect to the stator cylindrical portion 31.
- the electromagnetic coil 34 is fixed to the stator 30.
- stator 30 and the arm support 40 having an L-shaped cross section are used.
- a spool 36 is interposed between the electromagnetic coil 34 and the stator 30.
- the insulation with respect to the stator 30 of the electromagnetic coil 34 can be improved similarly to 4th Embodiment.
- both the plate portion 41 and the support cylindrical portion 42 of the arm support 40 are in contact with the stator wall portion 32, but only one of the plate portion 41 and the support cylindrical portion 42 is the stator wall portion 32. May be in contact with.
- a cylindrical spool 36 is interposed between the electromagnetic coil 34 and the stator 30. That is, in the fourth embodiment, the insulating member is interposed between the stator 30 and the electromagnetic coil 34 over the entire circumferential direction of the stator cylindrical portion 31 and the stator wall portion 32.
- the present invention is not limited to this.
- An insulating member may be interposed between the stator 30 and the electromagnetic coil 34 in only a part of the circumferential direction of the stator cylindrical portion 31 and the stator wall portion 32.
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Abstract
断面L字状のステータ(30)は、ステータ円筒部(31)とステータ壁部(32)とを有する。電磁コイル(34)は、ステータ円筒部(31)の径方向外側に配置されている。電磁コイル(34)が配置された断面L字状のステータ(30)に対して、アームサポート(40)のサポート円筒部(42)を、電磁コイル(34)の外周を覆うように、電磁コイル(34)の外側に配置する。サポート円筒部(42)をロータ(10)の外側円筒部(11)に空隙を介して対向させる。これによれば、ステータ壁部(32)の径方向における端面(32b)をロータ(10)の外側円筒部(11)に空隙を介して対向させた場合と比較して、実質的に、ロータ(10)の外側円筒部(11)とステータ(30)との対向面積を広くできるので、伝達トルク能力の低下を抑制できる。
Description
本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2014年12月25日に出願された日本特許出願2014-262226および、2015年11月26日に出願された日本特許出願2015-230898を基にしている。
本開示は、電磁クラッチおよびその製造方法に関するものである。
特許文献1に、ロータと、ステータと、電磁コイルとを備える電磁クラッチが記載されている。ロータは、回転中心線を中心とする内側円筒部および外側円筒部と、これらの端部に連なるロータ壁部とを有する断面U字形状である。ステータは、ロータの回転中心線を中心とする円筒部と、ロータ壁部から離れた側の円筒部の端部から円筒部の径方向外側に向かって延伸するステータ壁部とを有する断面L字形状である。電磁コイルは、断面U字形状のスプール(コイルボビンとも呼ばれる)に巻回されており、このスプールを介して、ステータの円筒部に固定されている。
ステータは、電磁コイルが固定された状態で、ロータの外側円筒部、内側円筒部およびロータ壁部によって囲まれたロータの内部空間に配置されており、ステータの円筒部がロータの内側円筒部と空隙を介して対向し、ステータ壁部の径方向における端面がロータの外側円筒部と空隙を介して対向している。
ところで、従来、ロータと同様の断面U字形状のステータを用いた電磁クラッチがある。しかし、この電磁クラッチでは、ステータをプレス加工で製造すると、ステータの形状が複雑であるため、プレス加工が難しく、工程数が多くなったり、高い寸法精度を得るためには手間がかかったりする。この結果、電磁クラッチの製造コストが増大してしまう。例えば、ステータの内側円筒部と外側円筒部は、絞り加工で成形する必要があり、高い寸法精度を得ようとするとプレス荷重が大きくなり、製造コストが増大してしまう。
これに対して、上記した特許文献1のように、断面L字形状のステータを用いることで、断面U字形状のステータを用いる場合と比較して、ステータの形状が簡略化されるため、プレス加工によるステータの製造が容易になる。この結果、電磁クラッチの製造コストを低減できる。
さらに、断面L字形状のステータを用いることで、電磁コイルをステータに直接巻回(直巻)することができる。これにより、電磁コイルを巻回したスプールをステータに組み付ける場合と比較して、スプールの電磁コイルが巻回される部分の肉厚分、ステータ径方向におけるコイルスペースの径方向寸法を拡大できる。
電磁コイルを直巻した断面L字形状のステータを、ステータ壁部の径方向における端面をロータの外側円筒部に空隙を介して対向させて、ロータの内部空間に配置した場合、断面U字形状のステータを用いた場合と比較して、伝達トルク能力が低下する場合があることがわかった。
なお、この伝達トルク能力の低下は、断面L字状のステータに電磁コイルを直巻して、電磁コイルをステータに固定した電磁クラッチに限られない。断面L字形状のステータにおける円筒部の径方向外側に介在部材を介して電磁コイルを配置して、電磁コイルをステータに固定した電磁クラッチにおいても、伝達トルク能力の低下は生じ得る。
本開示は上記点に鑑みて、断面L字状のステータを用いた電磁クラッチにおいて、伝達トルク能力の低下を抑制することを第1の目的とする。また、本開示は、断面L字状のステータに電磁コイルを直巻した電磁クラッチにおいて、伝達トルク能力の低下を抑制することを第2の目的とする。
本開示の第1態様によると、電磁クラッチは、通電時に電磁吸引力を発生する電磁コイルと、駆動源からの回転駆動力を受けて回転中心線を中心に回転するロータと、電磁コイルの通電時に電磁吸引力によってロータに連結されるとともに、電磁コイルの非通電時にロータから切り離されるアーマチュアと、ロータの内部空間に配置されるとともに、電磁コイルを保持するステータと、ステータとは別体の部材を有する別体部材とを備える。ロータ、アーマチュア、ステータおよび別体部材は、磁性材料から成る。ロータは、回転中心線を中心とする外側円筒部と、外側円筒部の内側に配置され、回転中心線を中心とする内側円筒部と、外側円筒部のアーマチュアに近い側の端部および内側円筒部のアーマチュアに近い側の端部とを結ぶ壁部とを有する。ロータの外側円筒部、内側円筒部および壁部によって囲まれた空間がロータの内部空間である。ステータは、回転中心線を中心とする円筒部と、ステータの円筒部のアーマチュアとは反対側の端部からステータの円筒部の径方向外側に向かって延伸する壁部とを有する。電磁コイルは、ステータの円筒部に対して、径方向外側に配置されている。別体部材は、回転中心線を中心とする別体円筒部を少なくとも有するとともに、ステータの壁部と接触している。別体円筒部は、電磁コイルの外周を覆うように、径方向における電磁コイルの外側に配置されているとともに、ロータの外側円筒部に空隙を介して対向している。
本開示の第2態様によると、電磁クラッチは、通電時に電磁吸引力を発生する電磁コイルと、駆動源からの回転駆動力を受けて回転中心線を中心に回転するロータと、電磁コイルの通電時に電磁吸引力によってロータに連結されるとともに、電磁コイルの非通電時にロータから切り離されるアーマチュアと、ロータの内部空間に配置されるとともに、電磁コイルを保持するステータと、ステータとは別体の部材を有する別体部材とを備える。ロータ、アーマチュア、ステータおよび別体部材は、磁性材料から成る。ロータは、回転中心線を中心とする外側円筒部と、外側円筒部の内側に配置され、回転中心線を中心とする内側円筒部と、外側円筒部のアーマチュアに近い側の端部および内側円筒部のアーマチュアに近い側の端部とを結ぶ壁部とを有する。ロータの外側円筒部、内側円筒部および壁部によって囲まれた空間がロータの内部空間である。ステータは、回転中心線を中心とする円筒部と、ステータの円筒部のアーマチュアとは反対側の端部からステータの円筒部の径方向外側に向かって延伸する壁部とを有する。電磁コイルは、ステータの円筒部に直巻されている。別体部材は、回転中心線を中心とする別体円筒部を少なくとも有するとともに、ステータの壁部と接触している。別体円筒部は、電磁コイルの外周を覆うように、径方向における電磁コイルの外側に配置されているとともに、ロータの外側円筒部に空隙を介して対向している。
ここで、断面U字形状のステータを用いた電磁クラッチでは、ステータがロータの内部空間に配置された状態において、ステータの外側円筒部がロータの外側円筒部に空隙を介して対向している。
一方、断面L字形状のステータを用い、ステータ壁部の径方向における端面をロータの外側円筒部に空隙を介して対向させた場合、断面U字形状の場合と比較して、ロータの外側円筒部とステータとの対向面積が小さくなってしまう。これが原因となって、電磁コイルの通電時にアーマチュアに作用する磁気吸引力が低下し、伝達トルク能力が低下してしまう。
これに対して、本開示の上記第1および第2態様では、断面L字形状のステータと別体円筒部をロータの内部空間に配置し、別体円筒部をロータの外側円筒部に空隙を介して対向させている。別体円筒部は、ステータと接触しているので、ステータから離れている部材よりも、ステータとの間の磁気抵抗が低く、ステータの一部とみなすことができる。
これにより、断面L字形状のステータを用い、ステータ壁部の径方向における端面をロータの外側円筒部に空隙を介して対向させた場合と比較して、実質的に、ロータの外側円筒部とステータとの対向面積を大きくできる。換言すると、ロータの外側円筒部とステータとの対向面積を、断面U字形状のステータを用いる場合の対向面積に近づけることができる。
したがって、本開示の上記第1、第2態様によれば、断面U字形状のステータを用いる場合と比較した伝達トルク能力の低下を抑制できる。
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(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のクラッチ機構に本開示を適用したものである。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。
(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のクラッチ機構に本開示を適用したものである。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。
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。
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ュア20とを有する。このロータ10とアーマチュア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への回転駆動力の伝達を断続する。なお、図1は、ロータ10とアーマチュア20とを互いに切り離した状態を示している。
つまり、電磁クラッチ1がロータ10とアーマチュア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とアーマチュア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。
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、2に示すように、電磁クラッチ1は、ロータ10、アーマチュア20、ステータ30およびアームサポート40を備えている。
ロータ10は、アーマチュア20から離れた側である反アーマチュア側(図1では右側)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、回転中心線Oを中心とする外側円筒部11と、この外側円筒部11の内周側に配置され、回転中心線Oを中心とする内側円筒部12と、外側円筒部11および内側円筒部12のアーマチュア20に近い側の端部同士を結ぶように回転中心線Oに直交する方向に延伸する壁部13とを有している。外側円筒部11、内側円筒部12および壁部13は、鉄等の磁性材料で構成されている。外側円筒部11と内側円筒部12は、回転中心線Oの軸線方向長さが同じである。
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、Vベルトが掛けられるV溝11a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14の外側レースが固定されている。
ボールベアリング14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14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。
壁部13は、回転中心線Oの軸線方向における一方の側および他方の側にそれぞれ配置された一方の端面13aおよび他方の端面13bを有し、これらの端面13a、13bは、軸線方向において互いに離間するとともに、軸線方向に直交する方向にそれぞれ延設されている。壁部13には、軸線方向から見たときに径方向に2列に並んだ円弧状の複数の断磁スリット13c、13dが形成されている。この断磁スリット13c、13dは、壁部13を軸線方向に貫通して延びている。壁部13の一方の端面13aは、アーマチュア20に対向しており、ロータ10とアーマチュア20が連結された際に、アーマチュア20と接触するロータ10の摩擦面となる。したがって、以下では、壁部13の一方の端面13aを摩擦面13aとも称する。
本実施形態では、壁部13の摩擦面13aの一部に、壁部13の摩擦係数を増加させるための摩擦部材15を配置している。この摩擦部材15は、非磁性材料で形成されており、具体的には、アルミナを樹脂で固めたものや、アルミニウム粉末等の金属粉末の焼結材を採用できる。
アーマチュア20は、鉄等の磁性材料で構成されている。アーマチュア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板状部材である。アーマチュア20は、回転中心線Oの軸線方向における一方の側および他方の側にそれぞれ配置された一方の端面20aおよび他方の端面20bを有している。このアーマチュア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、アーマチュア20の回転中心線は、回転中心線Oと一致している。
アーマチュア20には、ロータ10の壁部13と同様に、軸線方向から見たときに円弧状の複数の断磁スリット20cが形成されている。この断磁スリット20cは、アーマチュア20の一方の端面20aと他方の端面20bを貫通している。この断磁スリット20cは、壁部13の径方向内側の断磁スリット13cと壁部13の径方向外側の断磁スリット13dとの間に位置付けられている。
また、アーマチュア20の一方の端面20aは、ロータ10の摩擦面13aに対向しており、ロータ10とアーマチュア20が連結された際に、ロータ10と接触する摩擦面を形成している。したがって、以下では、アーマチュア20の一方の端面20aをアーマチュア20の摩擦面20aとも称する。さらに、アーマチュア20の他方の端面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、アーマチュア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、弾性材料(エラストマー)からなる弾性部材である円筒状のゴム23が加硫接着されている。
さらに、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。
これにより、アーマチュア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とアーマチュア20が連結されると、アーマチュア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。
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とアーマチュア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ュア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隙間が形成される。
ステータ30は、非回転体、本実施形態では圧縮機2に固定されており、回転しないものである。ステータ30は、ロータ10の外側円筒部11、内側円筒部12および壁部13によって囲まれたロータ10の内部空間100に配置されている。このため、ステータ30は、壁部13の他方の端面13bに対向しており、壁部13の他方の端面13bとの間に空間101を形成している。
図3、4、5に示すように、ステータ30は、回転中心線Oを中心とする円筒形状のステータ円筒部31と、ステータ円筒部31の反アーマチュア側(図3、5では右側)の端部からステータ円筒部31の径方向外側に向かって回転中心線Oに直交する方向に延伸するステータ壁部32とを備え、断面形状がL字形状となっている。この断面は、ステータ30の半径方向に沿って、ステータ30を切断した断面である。ステータ円筒部31とステータ壁部32は、一体に、すなわち、同じ材料で連続して形成されており、鉄等の磁性材料で構成されている。
図3に示すように、ステータ30は、電磁コイル34を保持している。具体的には、ステータ円筒部31のアーマチュア側(図3では左側)の端部において、ステータ円筒部31の外周面に、回転中心線Oに垂直な円環板状のスプール33が圧入等によって固定されている。ここでいうスプール33は、巻回された電磁コイル34の側面を抑えるものである。ステータ円筒部31に電磁コイル34が直接巻回(直巻)されている。電磁コイル34は、ステータ円筒部31と、ステータ壁部32と、スプール33とによって囲まれた空間300に配置されている。すなわち、電磁コイル34は、ステータ円筒部31に対して、ステータ円筒部31の径方向外側に配置されている。
このように、本実施形態では、電磁コイル34は、ステータ円筒部31に直巻されることによって、ステータ30に固定されている。
なお、図示しないが、電磁コイル34にはコネクタが接続されている。図4に示すように、ステータ30には、このコネクタを取り出すためのコネクタ取り出し部321が形成されている。
アームサポート40は、ステータ30を圧縮機2に固定するための固定部材として機能し、圧縮機2に固定されるとともに、ステータ30を支持している。
図3、6、7に示すように、アームサポート40は、円環板状の板部41と、回転中心線Oを中心とする円筒形状のサポート円筒部42とを有し、断面形状が逆L字形状となっている。この断面は、アームサポート40の半径方向に沿って、アームサポート40を切断した断面である。板部41とサポート円筒部42は、一体に形成されており、鉄等の磁性材料で構成されている。本実施形態では、アームサポート40がステータ30と別体の部材で構成された別体部材の一例として用いられており、サポート円筒部42が本開示の別体円筒部を構成している。
板部41は、回転中心線Oに直交する方向に延伸しており、ステータ壁部32と平行である。板部41は、ステータ壁部32の回転中心線Oの軸線方向におけるアーマチュアとは反対側の端面に32aに、リベット等の締結部材によって固定されている。板部41は、圧縮機2のハウジングに固定されている。なお、圧縮機2のハウジングは、従動側機器の一部を構成している。したがって、板部41は、従動側機器に直接固定されている。また、図7に示すように、板部41には、電磁コイル34に接続される図示しないコネクタを取り出すためのコネクタ取り出し部411が形成されている。
サポート円筒部42は、板部41の端部からステータ壁部32よりもアーマチュア側に延伸している。このため、サポート円筒部42は、図3に示すように、電磁コイル34の外周を覆うように、ステータ円筒部31の径方向における電磁コイル34の外側に配置されている。サポート円筒部42とステータ30との間に、電磁コイル34を封止する樹脂部材35が設けられている。樹脂部材35は、ポリアミド樹脂等で構成されている。
なお、本実施形態では、図3に示すように、板部41がステータ壁部32の軸線方向における端面32aと接触しているとともに、サポート円筒部42がステータ壁部32の径方向外側の端面32b(径方向端面)と接触している。軸線方向における端面32aは、回転中心線Oの軸線方向におけるステータ壁部32のアーマチュアから離れた側(アーマチュアとは反対側)の端面である。
また、本実施形態では、図1に示すように、ステータ30とサポート円筒部42とが、互いに組み合わされた状態で、ロータ10の内部空間100に配置されている。ステータ円筒部31は、ロータ10の内側円筒部12に空隙を介して対向している。サポート円筒部42は、ロータ10の外側円筒部11に空隙を介して対向している。
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34の通電時では、電磁コイル34が発生する電磁吸引力によって、アーマチュア20がロータ10の摩擦面13aに吸着され、ロータ10とアーマチュア20とが連結する。これにより、エンジンからの回転動力が圧縮機2へ伝達される。
一方、電磁コイル34の通電が遮断されると、すなわち、電磁コイル34の非通電時では、ゴム23の弾性力によって、アーマチュア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動力は圧縮機2へ伝達されない。
次に、本実施形態におけるステータ30と電磁コイル34の組付け工程と、比較例1におけるステータと電磁コイルの組付け工程とを説明する。ステータ30と電磁コイル34の組付け工程は、本実施形態の電磁クラッチ1の製造方法の一部である。図8A、8B、8C、8Dは、比較例1におけるステータと電磁コイルの組付け工程を示している。比較例1は、断面U字形状のステータJ30を用いた例である。
比較例1では、図8Aに示すように、ステータJ30とスプールJ34を用意する工程を行う。ステータJ30は、本実施形態のステータ円筒部31に対応する内側円筒部J31と、本実施形態のステータ壁部32に対応するステータ壁部J32と、内側円筒部J31の外側に配置された外側円筒部J33とを有している。外側円筒部J33は、内側円筒部J31およびステータ壁部J32と一体に形成されている。ステータ壁部J32には、円環板状のアームサポートJ40が予め固定されている。
スプールJ34は、円筒形状の筒部J341と、筒部の両端に連なる一対の側壁J342、J343とを有している。筒部J341が、電磁コイルJ35が巻回される部分である。一方の側壁J342が、本実施形態のスプール33に対応している。スプールJ34は、樹脂製である。
続いて、図8Bに示すように、スプールJ34に電磁コイルJ35を巻回する工程を行う。
続いて、図8Cに示すように、スプールJ34をステータJ30の内部空間J300に挿入する工程を行う。内部空間J300は、内側円筒部J31と、ステータ壁部J32と、外側円筒部J33によって囲まれた空間である。
続いて、図8Dに示すように、樹脂部材J36によって電磁コイルJ35を封止する工程を行う。このようにして、ステータJ30への電磁コイルJ35の組付けが完了する。
これに対して、本実施形態では、図9A、9B、9Cに示す工程を順に行う。
すなわち、図9Aに示すように、ステータ30と、アームサポート40とを用意する工程を行う。このとき、ステータ30には、スプール33が予め固定されている。
続いて、図9Bに示すように、ステータ30のステータ円筒部31に、電磁コイル34を直巻する工程を行う。
続いて、図9Cに示すように、電磁コイル34が巻回されたステータ30をアームサポート40のサポート円筒部42の内部に挿入する。
その後、図示しないが、リベットを用いてステータ壁部32とアームサポート40の板部41とを固定し、さらに、樹脂部材35で電磁コイル34を封止する。これにより、図3に示すように、ステータ30への電磁コイル34の組付けが完了する。すなわち、ステータ30の製造が完了する。そして、ロータ10、アーマチュア20等の他の部品も製造されることで、電磁クラッチ1が製造される。
このように、比較例1では、スプールJ34に電磁コイルJ35を巻回した後、そのスプールJ34をステータJ30の内部空間J300に挿入するのに対して、本実施形態では、ステータ30に電磁コイル34を直巻した後、そのステータ30をアームサポート40に組み付ける点において、比較例1と本実施形態は異なっている。
次に、本実施形態の主な効果について説明する。
(1)本実施形態では、断面L字形状のステータ30を用いている。これにより、比較例1のように、断面U字形状のステータJ30を用いた場合と比較して、ステータ30の形状が簡略化されるため、プレス加工によるステータ30の製造が容易になる。この結果、電磁クラッチ1の製造コストを低減できる。
(2)本実施形態では、断面L字形状のステータ30とサポート円筒部42を有する断面逆L字形状のアームサポート40とを用いており、電磁コイル34の外側の円筒部をステータ30とは別体の部材で構成している。
これにより、ステータ30のステータ円筒部31に電磁コイル34を直巻することができる。ステータ円筒部31に電磁コイル34を直巻した後に、アームサポート40を組み付けることができる。
(3)本実施形態では、ステータ円筒部31に電磁コイル34を直巻している。これにより、電磁コイルをスプールの円筒部に巻回し、電磁コイルが巻回されたスプールをステータに組み付けた場合と比較して、電磁コイルが巻回されるスプールの円筒部の肉厚分、ステータの径方向におけるコイルスペースの径方向寸法を拡大できる。
また、電磁コイルをスプールの円筒部に巻回した場合、スプールは一般的に樹脂製のため、電磁コイルの放熱性が悪くなる。これに対して、本実施形態では、ステータ円筒部31に電磁コイル34を直巻しているので、電磁コイル34からステータ30への放熱がスムーズになり、コイル放熱性が向上する。
(4)図10、11、12のそれぞれに、比較例1の電磁クラッチJ1、比較例2の電磁クラッチJ2、第1実施形態の電磁クラッチ1のそれぞれの磁場解析結果を示す。なお、図10、11、12では、電磁コイルの図示を省略している。また、比較例1、2におけるロータ10の形状は、本実施形態と同じである。
比較例1は、上述の図8Dに示されるものであり、断面U字形状のステータを用いたものである。比較例1では、ステータJ30がロータ10の内部空間100に配置された状態において、ステータJ30の外側円筒部J33が、ロータ10の外側円筒部11に対して、空隙を介して対向している。
比較例2は、断面L字形状のステータ30を用いている点は、本実施形態と同じであるが、アームサポート40のサポート円筒部42を有していない点が、本実施形態と異なるものである。比較例2では、ステータ30がロータ10の内部空間100に配置された状態において、ステータ壁部32の径方向における端面32bが、ロータ10の外側円筒部11に空隙を介して対向している。
比較例2によれば、比較例1と比較して、断面U字形状のステータJ30における外側円筒部J33をなくした分、コイルスペースの径方向寸法を拡大できる。
しかし、比較例2の場合、比較例1と比較して、ロータ10の外側円筒部11とステータ30との対向面積が小さくなってしまうおそれがある。
ここで、図10、11に示すように、電磁コイル34、J35の通電時では、図中の太線矢印のように、ロータ10、アーマチュア20およびステータ30に磁束が流れる磁気回路が形成される。このとき、ロータ10の外側円筒部11とステータ30との間では、空隙を介して、磁束が受け渡される。このため、ロータ10の外側円筒部11とステータ30の対向面積が小さくなると、ロータ10の外側円筒部11とステータ30の間の空隙の磁気抵抗が増大する。この結果、電磁コイルの通電時に、磁気回路全体を流れる磁束量が減少し、アーマチュア20に作用する磁気吸引力が低下し、伝達トルク能力が低下してしまう場合がある。
すなわち、図10に示すように、比較例1では、ロータ10の外側円筒部11と、これに対向するステータJ30の外側円筒部J33との間の空隙(図10中の破線の円で囲まれた範囲)における磁束密度は、0.3Tであった。
一方、図11に示すように、比較例2では、ロータ10の外側円筒部11と、ステータ壁部32との間の空隙(図11中の破線の円で囲まれた範囲)における磁束密度は、1.0Tであった。また、比較例1の磁気回路全体の磁束量をφとすると、比較例2の磁気回路全体の磁束量は0.85φであった。
このように、比較例2は、比較例1と比較して、ロータ10の外側円筒部11とステータ壁部32との間の空隙において、磁束密度が増大、すなわち、磁気抵抗が増大し、磁気回路全体を流れる磁束量が15%減少していた。このため、ロータ10の摩擦面13aとアーマチュア20の摩擦面20aを流れる磁束量(図11中の摩擦面13a、20aを含む領域の磁束密度)も15%減少していた。
ここで、吸引力Fは、F=B2S(S:摩擦面13aの断面積、B:摩擦面13aの磁束密度)で表される。
したがって、比較例2の吸引力F’は、次式で表される。F’=(0.85×B)2S≒0.7×B2S=0.7Fとなり、吸引力Fは約30%低下してしまう。このため、比較例2の場合、比較例1と比較して、伝達トルク能力が低下する。
これに対して、本実施形態では、断面L字形状のステータ30とサポート円筒部42をロータ10の内部空間100に配置し、サポート円筒部42をロータ10の外側円筒部11に空隙を介して対向させている。サポート円筒部42を含むアームサポート40は、ステータ30と接触しているので、ステータ30から離れている部材よりも、ステータ30との間の磁気抵抗が低い。したがって、サポート円筒部42をステータ30の一部とみなすことができる。
これにより、実質的に、比較例2と比較して、ロータ10の外側円筒部11とステータ30との対向面積を大きくできる。換言すると、実質的に、ロータ10の外側円筒部11とステータ30との対向面積を、比較例1のロータ10の外側円筒部11とステータJ30の外側円筒部J33の対向面積に近づけることができる。
この結果、本実施形態では、図12に示すように、ロータ10の外側円筒部11とそれに対向するサポート円筒部42との間の空隙(図12中の破線の円で囲まれた範囲)における磁束密度は、比較例1の空隙の磁束密度に対して低下しておらず、本実施形態の磁気回路全体の磁束量は、比較例1の磁束量φとほぼ同じであり、比較例1に対して低下していなかった。
したがって、本実施形態によれば、断面L字形状のステータ30を採用しても、断面U字形状のステータJ30を採用していたときと比較して、伝達トルク能力の低下を抑制できる。
(5)本実施形態では、サポート円筒部42をロータ10の内部空間100に配置し、サポート円筒部42をロータ10の外側円筒部11に空隙を介して対向させている。このため、サポート円筒部42が、比較例1のステータJ30の外側円筒部J33に対応しており、本実施形態の電磁クラッチ1は、比較例1の電磁クラッチJ1と類似の構造を有している。したがって、本実施形態の電磁クラッチ1を採用した場合、比較例1の電磁クラッチJ1に対する変更点が少なく済む。
なお、伝達トルク能力の低下を抑制するという観点では、本実施形態と異なり、サポート円筒部42をステータ壁部32よりも反アーマチュア側に配置し、かつ、ロータ10の外側円筒部11を反アーマチュア側に延長させるか、外側円筒部11の反アーマチュア側に外側円筒部11に連結される円筒部を別途追加することが考えられる。しかし、この場合、ロータ10の外側円筒部11との対向面積を十分に確保しようとすると、例えばロータ10の軸線方向長さが長くなってしまうおそれがある。
これに対して、本実施形態では、アームサポート40にサポート円筒部42を設け、サポート円筒部42をロータ10の内部空間100に配置した構成であるため、ロータ10の軸線方向長さが長くなってしまうことを回避できる。
(6)本実施形態では、電磁コイル34の外側の円筒部(サポート円筒部)42を、アームサポート40の一部として構成しているので、この円筒部42をアームサポート40と別体として構成する場合と比較して、部品点数の増大を抑制でき、ステータ30の組付けにおいて、工程数の増大を抑制できる。
(第2実施形態)
本実施形態は、電磁コイル34の外側の円筒部をアームサポート40とは別の部材で構成したものであり、その他の構成は第1実施形態と同じである。
(第2実施形態)
本実施形態は、電磁コイル34の外側の円筒部をアームサポート40とは別の部材で構成したものであり、その他の構成は第1実施形態と同じである。
図13に示すように、本実施形態では、アームサポート40の形状を、第1実施形態のアームサポート40の板部41のみを有する形状に変更している。アームサポート40は、ステータ壁部32の軸線方向における端面に32aに図示しないリベット等の締結部材によって固定されているとともに、圧縮機2のハウジングに固定されている。
また、アームサポート40とは別に別体部材50を設けている。別体部材50は、円筒部51のみを有する形状である。別体部材50は、鉄等の磁性材料で構成されている。円筒部51は、第1実施形態のサポート円筒部42に対応するものであり、本開示の別体円筒部を構成している。
円筒部51は、円筒部51の内部にステータ30が圧入されることで、ステータ30に固定されている。このため、円筒部51は、ステータ壁部32の径方向における端面32bと接触している。
本実施形態では、第1実施形態で説明した図9A、9B、9Cに示す工程において、第1実施形態のアームサポート40にかえて、本実施形態の別体部材50を用いることで、ステータ30への電磁コイル34の組付けを行う。ステータ30へのアームサポート40の組付けについては、電磁コイル34を巻回する前や、ステータ30と別体部材50の組付け後のいずれに行ってもよい。
本実施形態においても、断面L字形状のステータ30と円筒部51とを用いているので、第1実施形態で説明した(1)~(5)の効果を奏する。
(第3実施形態)
本実施形態は、電磁コイル34の外側の円筒部をアームサポート40とは別の部材で構成したものであり、その他の構成は第1実施形態と同じである。
(第3実施形態)
本実施形態は、電磁コイル34の外側の円筒部をアームサポート40とは別の部材で構成したものであり、その他の構成は第1実施形態と同じである。
図14に示すように、本実施形態では、アームサポート40とは別に、板状の板部61と円筒状の円筒部62とを有する形状の別体部材60を設けている。別体部材60は、鉄等の磁性材料で構成されている。円筒部62は、第1実施形態のアームサポート40のサポート円筒部42に対応するものであり、本開示の別体円筒部を構成している。板部61は、円筒部62と一体に形成され、回転中心線Oに直交する方向に延伸している。
アームサポート40の形状は、第2実施形態と同じである。アームサポート40は、図示しないリベット等の締結部材によって、ステータ壁部32および板部61に固定されている。
本実施形態では、第1実施形態で説明した図9A、9B、9Cに示す工程において、第1実施形態のアームサポート40にかえて、本実施形態の別体部材60を用いることで、ステータ30への電磁コイル34の組付けを行う。ステータ30へのアームサポート40の組付けについては、ステータ30と別体部材60の組付け後に行う。
本実施形態においても、断面L字形状のステータ30と円筒部62とを用いているので、第1実施形態で説明した(1)~(5)の効果を奏する。
また、本実施形態の別体部材60は、ステータ壁部32の径方向における端面32bと軸線方向における端面32aの両方に接触しており、ステータ壁部32の径方向における端面32bのみと接触している第2実施形態の別体部材50と比較して、接触面積が広くなっている。ここで、接触面には、微小な凹凸が存在するため、対向する接触面同士の間には、微小な隙間が存在する。この微小な隙間によって接触部の磁気抵抗が増大してしまう。本実施形態によれば、接触面積を広くすることで、ステータ30と別体部材60との間の磁気抵抗を低減できる。
なお、第1実施形態においても、アームサポート40が、ステータ壁部32の径方向における端面32bと軸線方向における端面32aの両方に接触しているので、同様のことが言える。
(第4実施形態)
図15に示すように、本実施形態は、電磁コイル34とステータ30との間にスプール36を配置したものであり、その他の構成は第1実施形態と同じである。
(第4実施形態)
図15に示すように、本実施形態は、電磁コイル34とステータ30との間にスプール36を配置したものであり、その他の構成は第1実施形態と同じである。
スプール36は、電磁コイル34が巻回される被巻回部材である。スプール36は、樹脂材料で構成されている。スプール36は、電磁コイル34とステータ30とを絶縁する絶縁部材の一例として機能する。
スプール36は、回転中心線Oを中心とする円筒形状のスプール円筒部361と、スプール円筒部361の両端に連なる一対の側壁362、363とを有している。側壁362、363は、スプール円筒部361の径方向外側に延びている。スプール36は、断面U字形状である。この断面は、スプール36の半径方向に沿って、スプール36を切断した断面である。
スプール36は、スプール円筒部361がステータ円筒部31の径方向外側に配置された状態で、ステータ30に固定されている。電磁コイル34は、スプール円筒部361に巻回されている。したがって、電磁コイル34は、スプール36を介して、ステータ円筒部31に巻回されている。
電磁コイル34を構成する導線は、樹脂材料等の絶縁材料で構成された被覆材で被覆されている。このため、電磁コイル34は、ステータ30に対して絶縁されている。
次に、本実施形態におけるステータ30と電磁コイル34の組付け工程について説明する。本実施形態では、図16A、16B、16Cに示す工程を順に行う。
すなわち、図16Aに示すように、ステータ30と、アームサポート40とを用意する工程を行う。このとき、ステータ30には、スプール36が固定されている。スプール36は、ステータ30に圧入された状態で固定されている。スプール36は、ステータ30に対して一体に樹脂成形されていてもよい。
続いて、図16Bに示すように、スプール36に、電磁コイル34を巻回する工程を行う。これにより、ステータ円筒部31に対して、ステータ円筒部31の径方向外側に電磁コイル34を配置する。電磁コイル34をステータ30に固定する。
続いて、図16Cに示すように、電磁コイル34が巻回されたステータ30をアームサポート40のサポート円筒部42の内部に挿入する。その後は、第1実施形態と同様である。
本実施形態においても、断面L字形状のステータ30とアームサポート40とを用いている。これにより、本実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)、(4)、(5)、(6)を奏する。さらに、本実施形態によれば、次の効果を奏する。
本実施形態では、スプール36をステータ円筒部31で補強した状態で巻線を行う。このため、図8A、8B、8C、8Dに示す断面U字形状のステータJ30を用いた電磁クラッチと比較して、スプール36の強度を下げることができる。すなわち、スプール円筒部361の薄肉化ができる。これにより、ステータ30の径方向におけるコイルスペースの径方向寸法を拡大できる。なお、図15では、スプール36を図示するために、スプール36の肉厚を実際の肉厚よりも厚く示している。
また、本実施形態では、スプール円筒部361が、電磁コイル34とステータ円筒部31との間に介在している。側壁363が、電磁コイル34とステータ壁部32との間に介在している。このように、電磁コイル34とステータ30との間にスプール36が介在している。これにより、電磁コイル34のステータ30に対する絶縁性を高めることができる。
なお、本実施形態では、電磁コイル34とステータ30とを絶縁する絶縁部材の一例として、樹脂材料で構成された樹脂部材を用いたが、樹脂材料以外の材料で構成された部材を用いてもよい。
(第5実施形態)
本実施形態は、第4実施形態に対して、ステータ30と電磁コイル34の組付け工程の一部を変更したものである。
(第5実施形態)
本実施形態は、第4実施形態に対して、ステータ30と電磁コイル34の組付け工程の一部を変更したものである。
まず、図17Aに示すように、電磁コイル34が巻回されたスプール36と、ステータ30と、アームサポート40とを用意する工程を行う。本実施形態においては、スプール36の肉厚については、断面U字形状のステータを用いた電磁クラッチにおけるスプールと同じ厚さとしてもよい。
続いて、図17Bに示すように、電磁コイル34が巻回されたスプール36をステータ30に固定する工程を行う。このとき、スプール円筒部361の内側にステータ円筒部31を挿入する。これにより、ステータ円筒部31に対して、ステータ円筒部31に対して、ステータ円筒部31の径方向外側に電磁コイル34を配置する。電磁コイル34をステータ30に固定する。
その後、第4実施形態の図16Cに示す工程を行う。
本実施形態においても、断面L字形状のステータ30とアームサポート40とを用いている。これにより、本実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)、(4)、(5)、(6)を奏する。さらに、本実施形態においても、電磁コイル34とステータ30との間にスプール36が介在している。これにより、第4実施形態と同様に、電磁コイル34のステータ30に対する絶縁性を高めることができる。
本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、第1実施形態では、アームサポート40の板部41とサポート円筒部42の両方がステータ壁部32と接触していたが、板部41とサポート円筒部42の一方のみがステータ壁部32と接触していてもよい。
また、第4実施形態では、電磁コイル34とステータ30との間に円筒状のスプール36を介在させていた。すなわち、第4実施形態では、ステータ円筒部31およびステータ壁部32の周方向の全域にわたって、ステータ30と電磁コイル34との間に絶縁部材を介在させていたが、これに限定されない。ステータ円筒部31およびステータ壁部32の周方向の一部のみにおいて、ステータ30と電磁コイル34との間に絶縁部材を介在させてもよい。
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。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (8)
- 通電時に電磁吸引力を発生する電磁コイル(34)と、
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、
前記電磁コイルの通電時に前記電磁吸引力によって前記ロータに連結されるとともに、前記電磁コイルの非通電時に前記ロータから切り離されるアーマチュア(20)と、
前記ロータの内部空間(100)に配置されるとともに、前記電磁コイルを保持するステータ(30)と、
前記ステータとは別体の部材を有する別体部材(40、50、60)とを備え、
前記ロータ、前記アーマチュア、前記ステータおよび前記別体部材は、磁性材料から成り、
前記ロータは、前記回転中心線を中心とする外側円筒部(11)と、前記外側円筒部の内側に配置され、前記回転中心線を中心とする内側円筒部(12)と、前記外側円筒部の前記アーマチュアに近い側の端部および前記内側円筒部の前記アーマチュアに近い側の端部とを結ぶ壁部(13)とを有し、前記ロータの前記外側円筒部、前記内側円筒部および前記壁部によって囲まれた空間が前記ロータの前記内部空間であり、
前記ステータは、前記回転中心線を中心とする円筒部(31)と、前記ステータの前記円筒部の前記アーマチュアとは反対側の端部から前記ステータの前記円筒部の径方向における外側に向かって延伸する壁部(32)とを有し、
前記電磁コイルは、前記ステータの前記円筒部に対して、前記径方向における外側に配置されており、
前記別体部材は、前記回転中心線を中心とする別体円筒部(42、51、62)を少なくとも有するとともに、前記ステータの前記壁部と接触しており、
前記別体円筒部は、前記電磁コイルの外周を覆うように、前記径方向における前記電磁コイルの外側に配置されているとともに、前記ロータの前記外側円筒部に空隙を介して対向している電磁クラッチ。 - さらに、前記ステータと前記電磁コイルとの間に配置され、前記電磁コイルと前記ステータとを絶縁する絶縁部材(36)を備え、
前記電磁コイルは、前記絶縁部材を介して、前記ステータの円筒部に巻回されている請求項1に記載の電磁クラッチ。 - 通電時に電磁吸引力を発生する電磁コイル(34)と、
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、
前記電磁コイルの通電時に前記電磁吸引力によって前記ロータに連結されるとともに、前記電磁コイルの非通電時に前記ロータから切り離されるアーマチュア(20)と、
前記ロータの内部空間(100)に配置されるとともに、前記電磁コイルを保持するステータ(30)と、
前記ステータとは別体の部材を有する別体部材(40、50、60)とを備え、
前記ロータ、前記アーマチュア、前記ステータおよび前記別体部材は、磁性材料から成り、
前記ロータは、前記回転中心線を中心とする外側円筒部(11)と、前記外側円筒部の内側に配置され、前記回転中心線を中心とする内側円筒部(12)と、前記外側円筒部の前記アーマチュアに近い側の端部および前記内側円筒部の前記アーマチュアに近い側の端部とを結ぶ壁部(13)とを有し、前記ロータの前記外側円筒部、前記内側円筒部および前記壁部によって囲まれた空間が前記ロータの前記内部空間であり、
前記ステータは、前記回転中心線を中心とする円筒部(31)と、前記ステータの前記円筒部の前記アーマチュアとは反対側の端部から前記ステータの前記円筒部の径方向における外側に向かって延伸する壁部(32)とを有し、
前記電磁コイルは、前記ステータの前記円筒部に直巻されており、
前記別体部材は、前記回転中心線を中心とする別体円筒部(42、51、62)を少なくとも有するとともに、前記ステータの前記壁部と接触しており、
前記別体円筒部は、前記電磁コイルの外周を覆うように、前記径方向における前記電磁コイルの外側に配置されているとともに、前記ロータの前記外側円筒部に空隙を介して対向している電磁クラッチ。 - 前記別体部材(40、60)は、前記別体円筒部と一体に形成されて前記回転中心線に直交する方向に延伸する板部(41、61)を有し、
前記別体円筒部は、前記ステータの前記壁部の前記径方向における端面(32b)と接触し、
前記板部は、前記ステータの壁部の前記回転中心線の軸線方向における前記アーマチュアとは反対側の端面(32a)と接触している請求項1ないし3のいずれか1つに記載の電磁クラッチ。 - 前記アーマチュアは、従動側機器(2)の回転軸(2a)に連結されるものであり、
前記別体部材(40)は、前記ステータを前記従動側機器に固定する固定部材として機能し、
前記板部(41)は、前記ステータの前記壁部を支持するとともに、前記従動側機器に直接固定されている請求項4に記載の電磁クラッチ。 - 請求項1に記載の電磁クラッチの製造方法であって、
前記ステータおよび前記別体部材を用意することと、
前記ステータの円筒部に対して前記ステータの円筒部の径方向外側に前記電磁コイルを配置することと、
前記電磁コイルが配置された前記ステータを前記別体部材の前記別体円筒部の内部に配置して、前記ステータと前記別体部材とを組み付けること、とを備える電磁クラッチの製造方法。 - 前記ステータおよび前記別体部材を用意することは、前記ステータの円筒部の径方向外側に絶縁部材が配置された状態の前記ステータを用意することを含み、
前記電磁コイルを前記ステータに配置することは、前記絶縁部材を介して、前記ステータの円筒部に前記電磁コイルを巻回することを含む請求項6に記載の電磁クラッチの製造方法。 - 請求項3に記載の電磁クラッチの製造方法であって、
前記ステータおよび前記別体部材を用意することと、
前記ステータの円筒部に前記電磁コイルを直巻することと、
前記電磁コイルを直巻した前記ステータを前記別体部材の前記別体円筒部の内部に配置して、前記ステータと前記別体部材とを組み付けること、とを備える電磁クラッチの製造方法。
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| JP2015-230898 | 2015-11-26 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016103665A1 true WO2016103665A1 (ja) | 2016-06-30 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH09303425A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-25 | Matsui Kogyo:Kk | 電磁クラッチ用コア |
| JP2006064114A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Sanden Corp | 電磁クラッチ |
-
2015
- 2015-12-17 WO PCT/JP2015/006304 patent/WO2016103665A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH09303425A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-25 | Matsui Kogyo:Kk | 電磁クラッチ用コア |
| JP2006064114A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Sanden Corp | 電磁クラッチ |
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