JP2000291705A - 摩擦式電磁連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 摩擦式電磁クラッチ又は摩擦式電磁ブレーキ
等の摩擦式電磁連結装置の摩擦面を改良する。 【解決手段】 アーマチュア１７又はロータ１８のいず
れか一方又は双方の摩擦面全体又は摩擦面の一部をアル
ミニウム又はアルミニウム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真
鍮、黄銅、青銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリブデン、Ｐ
ＴＦＥ、ニッケル、コバルト鋼、シリコン鋼、チタン合
金等の金属系の摩擦材、或いはゴム、ポリイミド、フェ
ノールなどの樹脂系の摩擦材又はアルミナ、窒化珪素、
ジルコニアなどのセラミックスなどの無機物系の摩擦材
のいずれかの摩擦材で摩擦面を形成するか又はこれらの
摩擦材を組合せた材料を摩擦面に配置するように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】最近、摩擦式電磁クラッチ又
は摩擦式電磁ブレーキの小型、コンパクト化に伴い、摩
擦材料の摩擦係数の増大が要望されているが、この種、
分野で用いられている摩擦材料は既に完成度が高いの
で、その改良が困難であるため、摩擦面の構成を見直す
ことで摩擦係数の向上を目指すことが検討されている。
本発明はこのような観点から行った摩擦式電磁クラッチ
又は摩擦式電磁ブレーキ等の摩擦式電磁連結装置の摩擦
面の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の摩擦式電磁ブレーキは、例えば図
７に示すように構成されていた。同図において、１は断
面が逆コ字状の磁極体で、この磁極体は機械のフレーム
またはクラッチ・ブレーキユニットのケーシング等の固
定部２にビス３等で固着されている。４は励磁コイル
で、磁極体１の凹所１ａに収納される。５は断面が略コ
字状のブレーキ板体で、ねじ６により磁極体１に固着さ
れる。なお、５ａは切欠溝、５ｂは摩擦板である。７は
アーマチュアで、その基部はアーマチュアハブ９にスプ
ライン結合され、また、復帰ばね８が装着されていて駆
動軸１０に対し半径方向は固定で、軸方向へは可動自在
となるように支承されている。なお、１Ｎは磁極体１の
内周先端部、５Ｄはブレーキ板体５の内周段部である。

【０００３】上記構成において、励磁コイル４に通電さ
れず無励磁の状態では、アーマチュア７は駆動軸１０と
共に回転している。この状態において、励磁コイル４を
励磁すると、図７に破線で示すように磁束が通り、磁極
体１の磁気吸引力によってアーマチュア７が左方に吸引
され、ブレーキ板体５の摩擦板５ｂ側に密着し、アーマ
チュア７、従って駆動軸１０に制動力が付与される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこの
種摩擦式電磁ブレーキの場合、アーマチュアの摩擦面と
ロータ側の摩擦板の摩擦面が夫々鉄材であり、最近の摩
擦式電磁ブレーキでは小型、コンパクト化が要求される
ため、摩擦材料の選択だけでは、摩擦係数は取り付け時
では０．２〜０．２５程度しか得られず、使用期間が相
当経過した後も０．４程度以上には増加せず、従って、
所要の制動トルクが得られにくいという問題点があっ
た。このことは、同種構造の摩擦式電磁クラッチにおい
ても同様で、摩擦部分での摩擦係数の不足のため所要の
伝達トルクが得られにくいという問題点があった。この
ため、需要先から、納品の初期から高い摩擦係数を有す
る摩擦式電磁ブレーキ又は摩擦式電磁クラッチとなる摩
擦式電磁連結装置の提供が強く要望されていた。本発明
は従来のものの上記課題（問題点）を解決するようにし
た摩擦式電磁連結装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の摩擦式電磁連結
装置は、上記課題を解決するために、励磁コイルを収納
する凹所を有し、固定部に固着された断面がコ字状の磁
極体、この磁極体の対向面に配置されたロータ及び上記
励磁コイルが励磁されていない時はロータに対して間隙
を隔てて配置され、ばねにより駆動側の部材に連結され
ており、励磁コイルが励磁された時にはロータ側に密着
されるアーマチュアを備えて成る摩擦式電磁連結装置に
おいて、上記アーマチュア又はロータのいずれか一方の
摩擦面の全体又は摩擦面の一部をアルミニウム又はアル
ミニウム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、
ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッケ
ル、コバルト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属系の
摩擦材、或いはゴム、ポリイミド、フェノールなどの樹
脂系の摩擦材又はアルミナ、窒化珪素、ジルコニアなど
のセラミックスなどの無機物系の摩擦材のいずれかの摩
擦材で摩擦面を形成するか又はこれらの摩擦材を組合せ
た材料を摩擦面に配置するように構成した。又は、これ
に代え、上記アーマチュア及びロータの双方の摩擦面の
全体又は各摩擦面の一部をアルミニウム又はアルミニウ
ム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、ＳＵ
Ｓ、黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コ
バルト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属系の摩擦
材、或いはゴム、ポリイミド、フェノールなどの樹脂系
の摩擦材又はアルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセ
ラミックスなどの無機物系の摩擦材のいずれかの摩擦材
で摩擦面を形成するか又はこれらの摩擦材を組合せた材
料を摩擦面に配置するように構成しても良い。これらの
場合、摩擦面にアルミニウムを形成する場合には、アー
マチュア又はロータのいずれか一方又は双方の摩擦面の
全体に対してアルミニウム真空蒸着法又はスパッタ法或
いはクラッド法のいずれかの方法により成るアルミニウ
ム摩擦面を形成するのが望ましい。又は、これに代え、
アーマチュア又はロータのいずれか一方又は双方の摩擦
面に部分的にアルミニウム、又はアルミニウム合金或い
は銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、ＳＵＳ、黒鉛、二
硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コバルト鋼、シ
リコン鋼、チタン合金等の金属系の摩擦材、或いはゴ
ム、ポリイミド、フェノールなどの樹脂系の摩擦材又は
アルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミックスな
どの無機物系の摩擦材のいずれかの摩擦材又はこれらの
摩擦材を組合せた材料から成る摩擦体を、被装着材中で
所要面積を占めるように複数個装着しても良い。この場
合、アーマチュア又はロータのいずれか一方又は双方の
摩擦面の一部に複数個装着されるアルミニウム、又はア
ルミニウム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青
銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッ
ケル、コバルト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属系
の摩擦材より成る摩擦体は、かしめによる方法のほか、
抵抗溶接、夫々の材料をブレージングする方法又は夫々
の材料を溶接する方法のいずれかの方法で装着すること
が考えられる。また、アーマチュア又はロータのいずれ
か一方又は双方の摩擦面の一部に複数個装着されるゴム
若しくはポリイミド、フェノールなどの樹脂又はアルミ
ナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミックスなどの無
機物系の摩擦材は、圧入の方法で装着するように構成し
てもよい。さらに、ロータにフェーシングを設け、この
フェーシングをアルミニウム、又はアルミニウム合金或
いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、ＳＵＳ、黒鉛、
二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コバルト鋼、
シリコン鋼、チタン合金等の金属系の摩擦材、或いはゴ
ム、ポリイミド、フェノールなどの樹脂系の摩擦材又は
アルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミックスな
どの無機物系の摩擦材のいずれかの摩擦材で摩擦面を形
成するか又はこれらの摩擦材を組合せた材料より成る摩
擦体により摩擦面を形成し、アーマチュアは鉄材のみで
形成するか又は鉄材のほかアルミニウム、又はアルミニ
ウム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、ＳＵ
Ｓ、黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コ
バルト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属系の摩擦
材、或いはゴム、ポリイミド、フェノールなどの樹脂系
の摩擦材又はアルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセ
ラミックスなどの無機物系の摩擦材のいずれかの摩擦材
で摩擦面を形成するか又はこれらの摩擦材を組合せた材
料より成る摩擦体を部分的に配置装着するようにしても
良い。

【０００６】このように構成すると、摩擦面の一方又は
双方に適量のアルミニウム、アルミニウム合金、或いは
ゴム等の鉄材よりも摩擦係数が大きい摩擦材が介在する
から、摩擦面が改良されて、摩擦係数が増大し、伝達ト
ルク又は制動トルクも増大される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下図１乃至図６に示す各実施の
形態により本発明を具体的に説明する。まず、図１
（Ａ）により本発明を適用した摩擦式電磁クラッチの全
体構成から説明する。同図において、１１は入力側とな
るプーリで、プーリ１１はボルト１２により連結された
ハブ１３及び軸受１４、１５を介して回転軸１６に支承
されている。１６ａはディスタンスカラー、１７はアー
マチュア、１８はロータである。アーマチュア１７は半
径方向に板ばね１９にかしめられ、一方、板ばね１９は
予圧付与用の連結板２０を介してねじ２１によりハブ１
３に固着されている。従って、アーマチュア１７は後述
する励磁コイル２４が無励磁の状態では、板ばね１９の
圧着力によりハブ１３に圧着されており、励磁コイル２
４が励磁されると、ロータ１８に対して板ばね１９の圧
着力に抗して吸着されるようになっている。

【０００８】ロータ１８は断面逆コ字状で、基部はキー
２２により回転軸１６に固着されている。なお、ロータ
の中央部には図４（Ｂ）に示すような欠環状の切欠部１
８ａが設けられ、後述する磁気回路形成に用いられてい
る。２３は断面コ字状の磁極体で、ロータ１８の凹部に
所要間隙を隔てて収納され、軸受２５により基部は回転
軸１６に支承されると共に、連結体２３ａを介してボル
ト２６により固定部２７に固定される。なお、磁極体２
３の凹部には励磁コイル２４が収納されている。２４Ｋ
は励磁コイル２４に対する給電線である。

【０００９】以上は本発明が適用される摩擦式電磁クラ
ッチの基本構成を示すもので、励磁コイル２４が無励磁
の状態では、図１（Ａ）に示すようにアーマチュア１７
は板ばね１９の圧着力によりハブ１３に圧着されている
から、プーリ１１と共に駆動されているが、ロータ１８
とは間隙を隔てているので、ロータ１８には駆動トルク
は伝達されず、従って回転軸１６は停止している。励磁
コイル２４を励磁すると、磁極体２３、ロータ１８及び
アーマチュア１７を結ぶ磁気回路が形成され、アーマチ
ュア１７が板ばね１９の圧着力に抗して磁極体２３の吸
引力でロータ１８の摩擦面に吸着されるので、プーリ１
１からの駆動トルクがロータ１８に伝達され、回転軸１
６は駆動される。この場合の駆動体からの伝達トルク
は、アーマチュア１７とロータ１８の各摩擦面の摩擦係
数により定まるので、この摩擦係数を増大させるため
に、本発明では以下の各実施の形態に示すような工夫を
行っている。

【００１０】本発明は上記構成において、アーマチュア
１７か、又はロータ１８のいずれか一方の摩擦面に以下
に述べるような処理をすることにより、摩擦面の摩擦係
数を増大させるような摩擦面の改良を行うものである。 第１の実施の形態：図２（Ａ）、（Ｂ）は本実施の形態
を説明するために、図１（Ａ）の図面中からアーマチュ
ア１７とロータ１８と磁極体２３の部分を要部として取
り出して示した要部縦断側面図である。その内、同図
（Ａ）に示すものは、アーマチュア１７の摩擦面１７Ｍ
（図面ではロータ１８に対向するアーマチュア１７の右
方面）に対して一面に亙ってアルミニウム真空蒸着法に
よりアルミニウムの薄い被膜層より成るアルミニウム摩
擦面２８を形成したものである。この場合、図示しない
が、ロータ１８の方は従来のものと同様、鉄材のみで形
成するものとする。また、同図（Ｂ）に示すものは、ロ
ータ１８の摩擦面１８Ｍ（図面でアーマチュア１７に対
向するロータ１８の左方面）に対して一面に亙ってアル
ミニウム真空蒸着法により、アルミニウムの薄い被膜層
より成るアルミニウム摩擦面２９を形成したものであ
る。この場合、図示しないが、アーマチュア１７の方は
従来のものと同様、鉄材のみで形成するものとする。上
記のようにアルミニウム摩擦面を形成する方法として
は、上述のアルミニウム真空蒸着法のほか、スパッタ法
又はクラッド法でアーマチュア１７又はロータ１８の摩
擦面に対して夫々アルミニウム摩擦面２８又は２９を形
成するようにしてもよい。これらのアルミニウム摩擦面
２８又は２９の厚さは、たとえば２μ程度にするのが適
当である。上記の図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す例は、夫
々アーマチュア又はロータのいずれか一方にアルミニウ
ム摩擦面を形成し、他方のロータ又はアーマチュアは鉄
材のみで形成するものであったが、これに代え、他方の
ロータ又はアーマチュアの方にも全面に亙り又は部分的
にアルミニウムの摩擦面を形成するようにしてもよい。
このように、アーマチュア１７とロータ１８のいずれか
一方又は双方の摩擦面にアルミニウム摩擦面を形成する
と他方の摩擦面は鉄材（本明細書で鉄材とは、軟鋼及び
軟鋼以外の鉄材も含む広い概念で使用している）である
ので、従来の鉄材と鉄材の組合せに比べてアルミニウム
摩擦面より生じるアルミニウムの摩耗粉が介在する分だ
け接線力が増大するので摩擦箇所での摩擦係数が大幅に
増大し、それに対応して伝達トルクも増大することが実
験的に確認されている。

【００１１】第２の実施の形態：図３（Ａ）、（Ｂ）は
本実施の形態を説明するために、同図（Ａ）の図面は図
１（Ａ）の図面中からアーマチュア１７とロータ１８と
磁極体２３の部分を要部として取り出して示した要部縦
断側面図、また同図（Ｂ）の図面はアーマチュア側の摩
擦面における摩擦体の装着の配置例を示す正面図であ
る。本実施の形態のものでは、アーマチュア１７の摩擦
面１７Ｍに向けてアルミニウム又はアルミニウム合金
（本明細書では、アルミニウム合金とは、アルミニウム
と鉄との合金のほか、アルミニウムと他の金属との合金
も含む意味で使用している）から成る摩擦体を装着する
ようにしたものである。摩擦体は図３（Ｂ）に示すよう
に断面半円状の棒状摩擦体３０ａをアーマチュア１７の
外周上に等間隔で配置装着するようにしてもよいし、ま
た、棒状摩擦体３０ａに代えて断面円形の棒状摩擦体３
０ｂをアーマチュア１７の円周方向に等間隔で配置装着
するようにしてもよいし、あるいは、これらの棒状摩擦
体３０ａ、３０ｂに代えて、断面長穴状の棒状摩擦体３
０ｃをアーマチュア１７の円周方向に等間隔で配置装着
するようにしてもよい。なお、図３（Ａ）は断面半円状
の棒状摩擦体３０ａが装着された例を示したものであ
る。これらの棒状摩擦体３０ａ又は３０ｂ或いは３０ｃ
を装着する方法としては、かしめによる方法、又は抵抗
溶接による方法、或いは夫々の材料をブレージングで取
り付ける方法、若しくは夫々の材料を溶接で取り付ける
方法などの各種の取付方法が考えられる。この場合、各
棒状摩擦体３０ａ又は３０ｂ或いは３０ｃは図示のよう
に円周方向に等間隔に配置するのが望ましいが、不等間
隔であってもよい。また、図３（Ｂ）では記載の都合
上、複数個の棒状摩擦体の数を３個で表現しているが、
実際のものでは、後述する摩擦体の機能を有効に発揮す
るために摩擦体の合計面積がアーマチュア１７中で所要
な面積を占めるようにするために必要な所要数とするこ
とが望ましい。換言すれば、アーマチュア１７の摩擦面
全体に摩擦体の摩耗粉がゆき亙るような配置と面積とな
るようにすれば、１つの摩擦体の断面の面積や摩擦体の
数は問わないという意味である。また、各棒状摩擦体は
他の棒状摩擦体が装着されていない摩擦面１７Ｍの部分
と面一にするのが望ましいが、これらの摩擦面１７Ｍの
部分よりも数μの厚さだけ突出するように取り付けても
よい。いずれにせよ、本実施の形態のように、アーマチ
ュア１７の摩擦面１７Ｍ側にアルミニウム又はアルミニ
ウム合金より成る棒状摩擦体を装着すると、他方の摩擦
面であるロータ１８は鉄材より成るから、従来の鉄材と
鉄材だけの組合せに比べて摩擦箇所では鉄材と鉄材の組
合せの箇所も依然として存在するが、鉄材とアルミニウ
ム（又はアルミニウム合金）の組合せの箇所も存在する
ので、後者の箇所での摩擦係数が増大し、接線力も増大
するので、全体としてその分、摩擦係数及び伝達トルク
も増大することが実験的に確認されている。

【００１２】第３の実施の形態：図４（Ａ）、（Ｂ）は
本実施の形態を説明するために、同図（Ａ）の図面は図
１（Ａ）の図面中からアーマチュア１７とロータ１８と
磁極体２３の部分を要部として取り出して示した要部縦
断側面図、また同図（Ｂ）の図面はロータ側の摩擦面に
おける摩擦体の装着の配置例を示す正面図である。本実
施の形態のものでは、ロータ１８の摩擦面１８Ｍに向け
てアルミニウム又はアルミニウム合金から成る摩擦体を
装着するようにしたものである。摩擦体は図４（Ｂ）に
示すように断面半円状の棒状摩擦体３１ａをロータ１８
の外周上に等間隔で配置装着するようにしてもよいし、
また棒状摩擦体３１ａに代えて、断面円状の棒状摩擦体
３１ｂ又は３１ｃをロータ１８の円周方向に等間隔で配
置装着するようにしてもよい。なお、図４（Ｂ）におい
て棒状摩擦体３１ｂはロータ１８の各切欠部１８ａ内に
棒状摩擦体を配置装着する例を示したもの、棒状摩擦体
３１ａ，３１ｃは夫々切欠部１８ａ以外のロータ１８の
部分に装着配置した例を示したもの、また、図４（Ａ）
は棒状摩擦体３１ａが装着された例を示したものであ
る。これらの棒状摩擦体３１ａ又は３１ｂ或いは３１ｃ
を装着する方法としては、かしめによる方法、又は抵抗
溶接による方法、或いは夫々の材料をブレージングによ
り取り付ける方法、若しくは夫々の材料を溶接で取り付
ける方法などの各種の取付方法が考えられる。この場
合、各棒状摩擦体３１ａ又は３１ｂ或いは３１ｃは図示
のようにロータ１８の円周方向に等間隔で配置するのが
望ましいが、不等間隔であってもよい。また、図４
（Ｂ）では記載の都合上、複数個の棒状摩擦体の数を３
個と６個で表現しているが、実際のものでは、後述する
摩擦体の機能を有効に発揮するために摩擦体の合計面積
がロータ１８中で所要な面積を占めるようにするために
必要な所要数とすることが望ましい。換言すれば、ロー
タ１８の摩擦面全体に摩擦体の摩耗粉がゆき亙るような
配置と面積となるようにすれば、１つの摩擦体の断面の
面積や摩擦体の数は問わないという意味である。また、
各棒状摩擦体は棒状摩擦体が装着されない摩擦面１８Ｍ
部分と面一にするのが望ましいが、それらの摩擦面１８
Ｍの部分よりも数μの厚さだけ突出するように取り付け
てもよい。いずれにせよ、本実施の形態のように、ロー
タ１８の摩擦面１８Ｍ側にアルミニウム又はアルミニウ
ム合金より成る棒状摩擦体を装着されるため、他方の摩
擦面であるアーマチュア１７側は鉄材より成るから、従
来の鉄材と鉄材だけの組合せに比べて摩擦箇所では鉄材
と鉄材の組合せの箇所も依然として存在するが、鉄材と
アルミニウム（又はアルミニウム合金）の組合せの箇所
も存在するので、後者の箇所での摩擦係数が増大し、接
線力も増大するので、全体としてその分、摩擦係数及び
伝達トルクも増大することが実験的に確認されている。

【００１３】第４の実施の形態：本実施の形態は、第２
の実施の形態においてアーマチュア１７に装着される摩
擦体３０ａ〜３０ｃ又は第３の実施の形態においてロー
タ１８に装着される摩擦体３１ａ〜３１ｃの材料とし
て、アルミニウム又はアルミニウム合金に代えて、銅、
亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モ
リブデン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コバルト鋼、シリコン
鋼、チタン合金等の金属系の摩擦材、或いはゴム、ポリ
イミド、フェノールなどの樹脂系の摩擦材又はアルミ
ナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミックスなどの無
機物系の摩擦材のいずれかの摩擦材で構成した摩擦体を
使用するものである。この場合、図５（Ａ）に示すよう
にアーマチュア１７又はロータ１８に対して装着される
摩擦体３０ａ、３０ｂ、３０ｃが黒鉛、二硫化モリブデ
ン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コバルト鋼、シリコン鋼、チ
タン合金等の金属系の摩擦材の場合には、アルミニウム
などの場合と同様に、かしめによる方法又は抵抗溶接に
よる方法或いは夫々の材料のブレージングによる方法若
しくは夫々の材料を溶接する方法のいずれかの方法で、
アーマチュア又はロータの摩擦面に対して装着すればよ
い。また、ゴム若しくはポリイミド、フェノールなどの
樹脂又はアルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミ
ックスなどの無機物系の摩擦材より成る摩擦体の場合に
は、圧入の方法でアーマチュア又はロータの摩擦面に対
して装着するようにすればよい。このように構成する
と、鉄材である他方の摩擦面に対して、従来の鉄材とは
相違し、ゴム等の樹脂やアルミナ等の無機物系の摩擦材
の摩擦体のように鉄材よりも摩擦係数の大きい摩擦材が
介在することで、摩擦係数が増大されるので、伝達トル
クも大幅に増大する。

【００１４】第５の実施の形態：本実施の形態のもの
は、図１（Ａ）の基本構成において、ロータ１８の構成
を同図（Ｂ）に示すように摩擦面１８Ｍ側に摩擦板の機
能を有するフェーシング１８Ｆを装着するようにし、こ
のフェーシング１８Ｆの材料としてアルミニウム又はア
ルミニウム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青
銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッ
ケル、コバルト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属系
の摩擦材、或いはゴム、ポリイミド、フェノールなどの
樹脂系の摩擦材又はアルミナ、窒化珪素、ジルコニアな
どのセラミックスなどの無機物系の摩擦材のいずれかの
摩擦材を用いるように、他方の摩擦面となるアーマチュ
ア１７は鉄材で構成するようにした構成としたものであ
る。なお、本実施の形態の場合の各摩擦体の装着の方法
も、第４の実施の形態で説明したように行えばよい。こ
のようにロータ１８に摩擦面としてアルミニウム、ゴム
等の摩擦体から成るフェーシングを用いることによっ
て、従来の鉄材と鉄材の組合せよりも摩擦係数が大きい
摩擦材料が介在することで、接線力が増大し、摩擦係数
が増大されるため、伝達トルクも増大する。

【００１５】第６の実施の形態：アーマチュア１７及び
ロータ１８の摩擦面の双方に対してアルミニウム又はア
ルミニウム合金からなる摩擦体を形成するようにしたも
のである。即ち、図３（Ａ）、（Ｂ）及び図４（Ａ）、
（Ｂ）に準じてアーマチュア１７とロータ１８の双方の
摩擦面にアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦体の
面積が摩擦面改良に必要な所要な面積となるように部分
的に配置装着しようとするものである。このような構成
にすると、アーマチュア１７及びロータ１８の双方の摩
擦面に鉄材のほかアルミニウム又はアルミニウム合金の
摩擦体の部分が適正な面積となるので従来の鉄材と鉄材
のみの組合せによる摩擦面の状態に比べて、摩擦面の接
線力が増大し、全体として摩擦面の摩擦係数が増大し、
伝達トルクも増大されるものである。

【００１６】第７の実施の形態：本実施の形態のもの
は、第６の実施の形態の変形である。即ち、本実施の形
態では、アーマチュア１７及びロータ１８の双方に配置
装着される摩擦体として、銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、
青銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニ
ッケル、コバルト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属
系の摩擦材、或いはゴム、ポリイミド、フェノールなど
の樹脂系の摩擦材又はアルミナ、窒化珪素、ジルコニア
などのセラミックスなどの無機物系の摩擦材のいずれか
の摩擦材よりなる摩擦体を使用するものである。このよ
うに構成すると、鉄材の摩擦面の部分と銅、亜鉛、鉛、
真鍮、黄銅、青銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリブデン、
ＰＴＦＥ、ニッケル、コバルト鋼、シリコン鋼、チタン
合金等の金属系の摩擦材、或いはゴム、ポリイミド、フ
ェノールなどの樹脂系の摩擦材又はアルミナ、窒化珪
素、ジルコニアなどのセラミックスなどの無機物系の摩
擦材のいずれかの摩擦材よりなる摩擦体の部分とが混在
するので、これらが混在する面積の部分では、アルミニ
ウムやアルミウム合金に近似して接線力が増大し、全体
として摩擦面の摩擦係数が増大されるので、伝達トルク
も増大する。

【００１７】第８の実施の形態：上記の各実施の形態で
は、アーマチュア又はロータのいずれか一方の摩擦面の
全体又は摩擦面の一部をアルミニウム又はアルミニウム
合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、ＳＵＳ、
黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コバル
ト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属系の摩擦材、或
いはゴム、ポリイミド、フェノールなどの樹脂系の摩擦
材又はアルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミッ
クスなどの無機物系の摩擦材のいずれか１つの摩擦材よ
り成る摩擦体で摩擦面を形成する構成であった。本実施
の形態のものでは、アーマチュア又はロータのいずれか
一方の摩擦面の全体又は摩擦面の一部をアルミニウム又
はアルミニウム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、
青銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニ
ッケル、コバルト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属
系の摩擦材より成る摩擦体、或いはゴム、ポリイミド、
フェノールなどの樹脂系の摩擦材又はアルミナ、窒化珪
素、ジルコニアなどのセラミックスなどの無機物系の摩
擦材より成る摩擦体等の複数種の摩擦体を組み合わせて
摩擦面に配置するようにしたものである。なお、図６は
本例に相当するもので、ゴム、ポリイミド等の樹脂系の
摩擦材より成る摩擦体３２ａ〜３２ｃと黒鉛、二硫化モ
リブデン等の金属系の摩擦材より成る摩擦体３０ａ〜３
０ｃをアーマチュア１７又はロータ１８に対して並置し
て装着する場合を示した。このようにすると、摩擦面の
摩擦係数としては、各摩擦体の摩擦係数が組合わさった
ものとなるから、全体の摩擦係数を増大させることがで
きる。

【００１８】本発明は上記の各実施の形態のものに限定
されない。例えば、図１（Ａ）におけるアーマチュア１
７をハブに圧着するばねとして板ばねを使用する場合で
説明したが、板ばね以外のばねを用いてもよいし、アー
マチュアの基部はハブに対してスプライン結合するよう
な構成としても良い。また、図３及び図４で示した棒状
摩擦体は、摩擦体の機能があれば良く、必ずしも棒状と
いえる長さのものでなくても良い。

【００１９】また、上記の各実施の形態は、図１（Ａ）
に示す摩擦式電磁クラッチに本発明を適用する場合で説
明したが、図１（Ａ）における回転軸を固定し、摩擦式
電磁ブレーキとした場合に対しても、上記の第１乃至第
８の実施の形態が適用可能であり、この場合には、本発
明の適用により摩擦式電磁ブレーキの摩擦面が改良され
て制動トルクが大幅に増大することになることは勿論で
ある。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上記のようにアーマチュア又は
ロータのいずれか一方又は双方の摩擦面の全体又は一部
にアルミニウム、又はアルミニウム合金、或いは銅、亜
鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリ
ブデン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コバルト鋼、シリコン
鋼、チタン合金等の金属系の摩擦材、或いはゴム、ポリ
イミド、フェノールなどの樹脂系の摩擦材又はアルミ
ナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミックスなどの無
機物系の摩擦材のいずれかの摩擦材で摩擦面を形成する
か又はこれらの摩擦材を組合せた材料を摩擦面に配置す
るようにしたから、従来の鉄材と鉄材の組合せのものに
比べ、接線力が増大し、摩擦係数が大幅に増大し、従っ
て、クラッチの場合は伝達トルクが、ブレーキの場合は
制動トルクが大幅に向上される。特に、鉄材以外の材料
として、摩擦面にアルミニウムを使用した場合には、
０．８３程度の最大摩擦係数が期待されることが実験で
確認されている。また、伝達トルクが７ｋｇｃｍの従来
型の摩擦式電磁クラッチのアーマチュア又はロータに対
してアルミニウムの摩擦面をアルミニウム真空蒸着法等
で形成し、実験したところ伝達トルクが９ｋｇｃｍへと
増大したことも確認されている。さらに、ゴムのように
摩擦係数がさらに大きいものを使用すると、摩擦面の摩
擦係数がさらに増大される。なお、ゴムを摩擦面に用い
る場合には、金属系又は樹脂系の摩擦体と併用すると、
摩擦面の強度が増大するので、望ましい使用態様といえ
る。なお、乾式単板形の摩擦式電磁クラッチ又は摩擦式
電磁ブレーキのように摩擦面が一面で小型の摩擦式電磁
クラッチ又は摩擦式電磁ブレーキでは摩擦面での大幅な
伝達トルク又は制動トルクの増大が期待でき難いので、
これに対処するために本発明のように摩擦面の摩擦係数
を増大しようとする考え方は実用上有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図（Ａ）は本発明を適用した摩擦式電磁クラ
ッチの全体構成の一例を示す半部を切り欠いて示した側
面図、同図（Ｂ）はロータ部分にフェーシングが装着さ
れた変形例を示す要部縦断側面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態である摩擦面の一方
にアルミニウム摩擦面を形成した構成を示すのもので、
その内同図（Ａ）はアーマチュアの摩擦面にアルミニウ
ム真空蒸着法等によりアルミニウム摩擦面を形成した例
を、また同図（Ｂ）はロータの摩擦面にアルミニウム真
空蒸着法等によりアルミニウム摩擦面を形成した例を示
す半部縦断側面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態であるアーマチュア
側の摩擦面にアルミニウム等の棒状摩擦体を装着した例
を示すもので、同図（Ａ）は半部縦断側面図、同図
（Ｂ）はアーマチュアの摩擦面側の正面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態であるロータ側の摩
擦面にアルミニウム等の棒状摩擦体を装着した例を示す
もので、同図（Ａ）は半部縦断側面図、同図（Ｂ）はロ
ータの摩擦面側の正面図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態であるアーマチュア
又はロータの摩擦面に本実施の形態による金属系の摩擦
体のみの装着例を示す要部縦断展開側面図である。

【図６】本発明の第８の実施の形態であるアーマチュア
又はロータの摩擦面に本実施の形態による樹脂系の摩擦
体と金属系の摩擦体とを並置して装着する例を示す要部
縦断展開側面図である。

【図７】従来例の構成を示す半部縦断側面図である。

【符号の説明】

１７：アーマチュア １７Ｍ：摩擦面 １８：ロータ １８Ｍ：摩擦面 １８Ｆ：フェーシング ２８、２９：アルミニウム摩擦面 ３０ａ〜３０ｃ：棒状摩擦体（摩擦体） ３１ａ〜３１ｃ：棒状摩擦体（摩擦体） ３２ａ〜３２ｃ：摩擦体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒徳 修吉 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢事業所内 (72)発明者 広 悟 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢事業所内 Ｆターム(参考） 3J058 AA78 BA01 CB27 CB30 EA08 EA09 EA10 EA15 EA35 GA28 GA33 GA34 GA38 GA46 GA47 GA49 GA50 GA55 GA59

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁コイルを収納する凹所を有し、固定
   部に固着された断面がコ字状の磁極体、この磁極体の対
   向面に配置されたロータ及び上記励磁コイルが励磁され
   ていない時はロータに対して間隙を隔てて配置され、ば
   ねにより駆動側の部材に連結されており、励磁コイルが
   励磁された時にはロータ側に密着されるアーマチュアを
   備えて成る摩擦式電磁連結装置において、 上記アーマチュア又はロータのいずれか一方の摩擦面の
   全体又は摩擦面の一部をアルミニウム又はアルミニウム
   合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、ＳＵＳ、
   黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コバル
   ト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属系の摩擦材、或
   いはゴム、ポリイミド、フェノールなどの樹脂系の摩擦
   材又はアルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミッ
   クスなどの無機物系の摩擦材のいずれかの摩擦材で摩擦
   面を形成するか又はこれらの摩擦材を組合せた材料を摩
   擦面に配置するようにしたことを特徴とする摩擦式電磁
   連結装置。
2. 【請求項２】 励磁コイルを収納する凹所を有し、固定
   部に固着された断面がコ字状の磁極体、この磁極体の対
   向面に配置されたロータ及び上記励磁コイルが励磁され
   ていない時はロータに対して間隙を隔てて配置され、ば
   ねにより駆動側の部材に連結されており、励磁コイルが
   励磁された時にはロータ側に密着されるアーマチュアを
   備えて成る摩擦式電磁連結装置において、 上記アーマチュア及びロータの双方の摩擦面の全体又は
   各摩擦面の一部をアルミニウム又はアルミニウム合金或
   いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、ＳＵＳ、黒鉛、
   二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コバルト鋼、
   シリコン鋼、チタン合金等の金属系の摩擦材、或いはゴ
   ム、ポリイミド、フェノールなどの樹脂系の摩擦材又は
   アルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミックスな
   どの無機物系の摩擦材のいずれかの摩擦材で摩擦面を形
   成するか又はこれらの摩擦材を組合せた材料を摩擦面に
   配置するようにしたことを特徴とする摩擦式電磁連結装
   置。
3. 【請求項３】 摩擦面にアルミニウムを形成する場合に
   は、アーマチュア又はロータのいずれか一方又は双方の
   摩擦面の全体に対してアルミニウム真空蒸着法又はスパ
   ッタ法或いはクラッド法のいずれかの方法によりアルミ
   ニウムの薄い層より成るアルミニウム摩擦面を形成する
   ようにしたことを特徴とする請求項１又は２のいずれか
   に記載の摩擦式電磁連結装置。
4. 【請求項４】 アーマチュア又はロータのいずれか一方
   又は双方の摩擦面の一部にアルミニウム、又はアルミニ
   ウム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青銅、ＳＵ
   Ｓ、黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッケル、コ
   バルト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属系の摩擦
   材、或いはゴム、ポリイミド、フェノールなどの樹脂系
   の摩擦材又はアルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセ
   ラミックスなどの無機物系の摩擦材のいずれかの摩擦材
   又はこれらの摩擦材を組合せた材料から成る摩擦体を、
   被装着材中で所要面積を占めるように複数個装着するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに
   記載の摩擦式電磁連結装置。
5. 【請求項５】 アーマチュア又はロータのいずれか一方
   又は双方の摩擦面の一部に複数個装着されるアルミニウ
   ム、又はアルミニウム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、
   黄銅、青銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦ
   Ｅ、ニッケル、コバルト鋼、シリコン鋼、チタン合金等
   の金属系の摩擦材のいずれかの材料よりなる摩擦体は、
   かしめによる方法又は抵抗溶接による方法或いは夫々の
   材料のブレージングによる方法若しくは夫々の材料を溶
   接する方法のいずれかの方法で装着するようにしたこと
   を特徴とする請求項４に記載の摩擦式電磁連結装置。
6. 【請求項６】 アーマチュア又はロータのいずれか一方
   又は双方の摩擦面の一部に複数個装着されるゴム若しく
   はポリイミド、フェノールなどの樹脂又はアルミナ、窒
   化珪素、ジルコニアなどのセラミックスなどの無機物系
   の摩擦材は、圧入の方法で装着するようにしたことを特
   徴とする請求項４に記載の摩擦式電磁連結装置。
7. 【請求項７】 励磁コイルを収納する凹所を有し、固定
   部に固着した断面がコ字状の磁極体、この磁極体の対向
   面に配置されたロータ及び上記励磁コイルが励磁されて
   いない時はロータに対して間隙を隔てて配置され、ばね
   により駆動側の部材に連結されているアーマチュアを備
   えて成る摩擦式電磁連結装置において、ロータにフェー
   シングを設け、このフェーシングをアルミニウム、又は
   アルミニウム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真鍮、黄銅、青
   銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、ニッ
   ケル、コバルト鋼、シリコン鋼、チタン合金等の金属系
   の摩擦材、或いはゴム、ポリイミド、フェノールなどの
   樹脂系の摩擦材又はアルミナ、窒化珪素、ジルコニアな
   どのセラミックスなどの無機物系の摩擦材のいずれかの
   摩擦材で摩擦面を形成するか又はこれらの摩擦材を組合
   せた材料より成る摩擦体により摩擦面を形成し、アーマ
   チュアは鉄材のみで形成するか又は鉄材のほかアルミニ
   ウム、又はアルミニウム合金或いは銅、亜鉛、鉛、真
   鍮、黄銅、青銅、ＳＵＳ、黒鉛、二硫化モリブデン、Ｐ
   ＴＦＥ、ニッケル、コバルト鋼、シリコン鋼、チタン合
   金等の金属系の摩擦材、或いはゴム、ポリイミド、フェ
   ノールなどの樹脂系の摩擦材又はアルミナ、窒化珪素、
   ジルコニアなどのセラミックスなどの無機物系の摩擦材
   のいずれかの摩擦材で摩擦面を形成するか又はこれらの
   摩擦材を組合せた材料より成る摩擦体を部分的に配置装
   着するようにしたことを特徴とする摩擦式電磁連結装
   置。