JP2012508355A - 摩耗補償構造を備える回転結合装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】
クラッチ及び／又はブレーキとして使われる回転結合装置は制止面の摩耗を補償する構造を有する。該装置は、出力部材に結合されロータとブレーキプレートとの係合位置間を移動可能なアーマチュアを有する。ブレーキプレートはアーマチュアの反対側のロータの一方側の導体とブレーキプレートを収納する、静止する界磁シェルに結合する。ブレーキプレートは軸方向に界磁シェルから離間し、取り外し可能なシム又は調整可能なスペーサがブレーキプレートと界磁シェル間に配置される。シムの取り外し又はスペーサの調整がブレーキプレートの界磁シェル側への移動を可能にし、装置のクラッチ及び／又はブレーキ係合面の摩耗を補償する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブレーキやクラッチ等の回転結合装置、特に装置の制止面での摩耗に対して補償を行う構造を有する回転結合装置に関する。

クラッチやブレーキ等回転結合装置は回転体間のトルクの伝達の制御に用いられる。従来装置の１つは、米国特許５，１１９，９１８、５，２８５，８８２及び５，９７１，１２１に説明されており、これらの開示の全ては、参照することにより本願に組み込まれる。この装置は、入力シャフトに結合され、入力シャフトと共に回転軸の回りを回転するロータを備えている。界磁シェルも、ロータの一方側の入力シャフトの回りに配置され、回転に対し固定されている。界磁シェルは放射方向に離間し、軸方向に延びる内部極、外部極を形成し、その間にロータに対向するように導体が配置されている。ブレーキプレートは界磁シェルに結合され、界磁シェルとは軸方向に離間している。ブレーキプレートは導体と反対側のロータ側に配置されている。出力部材に結合するアーマチュアはロータのブレーキプレートと同じ側に配置され、ロータとブレーキプレートの間に軸方向に配置されている。アーマチュアは複数の重ね板バネにより出力部材に結合される。導体に通電すると界磁シェル、ロータ及びアーマチュアに磁気回路が形成され、アーマチュアが引っ張られてロータに係合し、入力シャフトと出力部材とを結合して回転させる。導体の通電を止めると、重ね板バネがアーマチュアとロータとの係合を解除し、アーマチュアがブレーキプレートと係合しアーマチュア及び出力部材にブレーキをかける。ブレーキプレートに結合する永久磁石は、ブレーキプレート、界磁シェル及びアーマチュア間に別の磁気回路を形成するのにも使われ、重ね板バネがアーマチュア及び出力部材にブレーキをかけるのを支援する。

クラッチ係合時にはロータとの間で、ブレーキ時にはブレーキプレートとの間でアーマチュアが繰り返し係合すると、アーマチュア、ロータ及びブレーキプレートの係合面が摩耗する。時間が経過すると、この摩耗により、アーマチュアがブレーキプレートに係合する時にアーマチュアとロータ間に存在する空隙が成長する。空隙が成長すると、アーマチュアを引き寄せてロータと係合させ、クラッチを係合するのに大きな電流を必要とする。この電流の必要性は、最終的には装置のサービス制約を超え、それにより装置の耐用年数を縮めてしまうこととなる。

ここで、発明者は上述の１つ以上の欠陥を最小化及び／又は除去する回転結合装置の必要性を認識した。

本発明は回転結合装置を提供する。

本発明の一実施例に係る回転結合装置は入力シャフトに結合し共に回転するロータを含んでいる。入力シャフトは回転軸の回りに配置され、ロータは第１クラッチ係合面を形成する。界磁シェルは入力シャフトの回りに配置され、回転に対し固定されている。導体はロータの第１の側の界磁シェル内に配置される。ブレーキプレートは界磁シェルから軸方向に離間して界磁シェルに結合する。ブレーキプレートは第１ブレーキ係合面を形成する。アーマチュアは導体とは反対側のロータの第２の側に、ロータとブレーキプレートとの間に軸方向に配置される。アーマチュアは出力部材に結合し、第２クラッチ係合面及び第２ブレーキ係合面を形成する。永久磁石はブレーキプレート及びアーマチュアの１つと結合し、該磁石はアーマチュアがブレーキプレートと係合するように働く。取り外し可能なシムはブレーキプレート と界磁シェルとの間に軸方向に配置され、少なくともシムの１部分は、ロータ、アーマチュア、及びブレーキプレートの少なくとも1つの、第１及び第２クラッチ係合面の係合時及び第１及び第２ブレーキ係合面の係合時の摩耗から生じる予想される軸方向の減少に近似するように構成された軸方向の寸法を有する。

本発明の別の実施例にかかる回転結合装置は共に回転する入力シャフトに結合するロータを含んでいる。入力シャフトは回転軸の回りに配置され、ロータは第１のクラッチ係合面を形成する。界磁シェルは入力シャフトの回りに配置され、回転に対し固定される。導体はロータの第１側の界磁シェル内に配置される。ブレーキプレートは界磁シェルと軸方向に離間して界磁シェルに結合する。ブレーキプレートは第1のブレーキ係合面を形成する。アーマチュアはロータとブレーキプレート間に軸方向に、導体とは反対側のロータの第２側に配置される。アーマチュアは出力部材と結合し、第２クラッチ係合面及び第２ブレーキ係合面を形成する。永久磁石はブレーキプレート及びアーマチュアの１つと結合し、該磁石はアーマチュアをブレーキプレートに係合させるように働く。調整可能スペーサがブレーキプレートと界磁シェルとの間に配置される。スペーサの調整によりブレーキプレートが界磁シェル側へ動作することを可能にし、第１クラッチ係合面、第２クラッチ係合面、第１ブレーキ係合面及び第２ブレーキ係合面の少なくとも１つに生じる摩耗を補償する。調整可能スペーサは、例えば圧縮可能部材、変形可能部材、又はねじ付きすべり軸受からなる。

本発明に係る回転結合装置は従来装置の改良を表わしている。取り外し可能なシム又は調整可能なスペーサは、アーマチュアに対しブレーキプレートを軸方向へ動作させることができ、ロータ、アーマチュア、及びブレーキプレートの係合面の摩耗を補償する。その結果、アーマチュアとロータ間に相対的に一貫した空隙と磁気回路を維持することができ、クラッチを係合するのに必要とする電流はシステム制約を超えて増加することはなく、装置の耐用年数が延長する。

本発明のこれらの利点、及び他の利点については、当業者が以下に示す詳細な説明、及び事例として本発明の特徴を図示する添付図面を参照すれば明らかとなる。

本発明の一実施例に係る回転結合装置の部分断面図である。 図１の回転結合装置に使われる取り外し可能シムの平面図である。 本発明の別の実施例に係る回転結合装置の部分断面図である。 本発明の別の実施例に係る回転結合装置の部分断面図である。 本発明の別の実施例に係る回転結合装置の部分断面図である。 図５に示す結合装置の一部の平面図である。 図５に示す結合装置の一部の平面図である。 本発明の別の実施例に係る回転結合装置の部分断面図である。 図８に示す結合装置の一部の平面図である。 図８に示す結合装置の一部の平面図である。

様々の図の中で同一の部品を特定するのに同一の参照番号を使用する図面を参照すると、図１は本発明の一実施例に係る回転結合装置２０を示している。装置２０は入力シャフト２２から出力部材２４へ選択的にトルクを伝達するクラッチとして機能する。装置２０はさらにトルクが出力部材２４へ伝達されない時、出力部材２４へのブレーキとしても機能する。装置２０は芝刈り機やそれに類する装置に使うために提供することができる。しかし、装置２０はクラッチやブレーキを必要とする広汎な用途に用いられることを当業者であれば理解するであろう。装置２０は、ロータ２６、キー２８、スペーサ３０、界磁シェル３２、導電性アセンブリ３４、アーマチュア３６、ブレーキプレート３８、１つ以上の永久磁石４０および取り外し可能なシム４２を備える。

入力シャフト２２は出力部材２４を駆動するトルク源を供給する。シャフト２２は従来の金属や合金で作っても良いし、中空でなくとも良いし管状であっても良い。シャフト２２は回転軸４４の回りに位置し、エンジン、電動モータ又は他の従来の動力源により駆動される。図示された実施例において、入力シャフト２２は出力部材２４の反対側の装置２０側で装置２０に挿入される。入力シャフト２２とスペーサ３０の向きは、入力シャフト２２が出力部材２４と同じ側で装置２０に挿入されるように入れ替えることができることを理解すべきである。シャフト２２は軸方向に延長するキー溝４６がキー２８を受け入れるように形成する。

出力部材２４はトルクを芝刈り機の刃のような被駆動装置へ伝達する。部材２４はトルクを伝達するベルトが巻かれ被駆動装置に結合される従来のプーリーから成っても良い。

ロータ２６はアーマチュア３６と選択的に係合され、入力シャフト２２と出力部材２４間にトルクを伝達する。ロータ２６は軸４４の回りに配置され、入力シャフト２２に結合されそれと一緒に回転する。ロータ２６は従来の金属や合金から成っても良く、ハブ４８及びロータディスク５０を含んでいる。

ハブ４８は管状であり、中央貫通孔を形成し、その中に入力シャフト２２が延在する。ハブ４８は軸方向に延長するキー溝５２を形成し、それはキー２８に対して補完的な形状に作られ、キー２８を受け入れるように構成されている。キー溝５２はシャフト２２に装置２０を組み立てる時、シャフト２２のキー溝４６に対向される。軸方向両端で、ハブ４８はベアリング５４、５６に当接し支持する。その放射状の外径で、ハブ４８は軸方向に延在する内側ロータ極５８を形成する。ハブ４８はさらに軸方向に延在する凹部６０を形成し、それは以下に説明する目的のためロータ極５８の放射方向内側に形成される。

ディスク５０はハブ４８から放射方向外側に延在している。ディスク５０は、例えば、複数の補完ラグ及びノッチを含むプレスフィット関係を介してハブ４８に結合される。技術的に知られているように、ディスク５０は、複数の放射方向に離間し角度間隔をあけたバナナ形状のスロット６２を含んでも良い。導体アセンブリ３４を通電すると、スロット６２は空隙を横断してディスク５０とアーマチュア３６間に磁束を往復させてロータ２６とアーマチュア３６間に高いトルク係合を可能にする。図示の実施例では、ディスク５０は３列のスロット６２を含む。しかしながら、スロット６２の列数、１列のスロットの数、及びスロット６２のサイズや形は変わり得ることを理解すべきである。外径において、ディスク５０は軸方向に延在する外側ロータ極６４を形成する。ロータ極６４は放射方向にロータ極５８と整列し、ロータ極５８の放射方向外側に離間している。

キー２８は回転可能にシャフト２２とロータ２６を結合するために設けられる。キー２８は従来の金属や合金で作られても良い。キー２８は、シャフト２２およびロータハブ４８の対向するキー溝４６、５２の中にそれぞれ収まるように構成される。キー２８は断面が一般的に正方形又は長方形であって良い。キー２８をキー溝５２へ設置後、ロータ２６に対するキー２８の放射方向内側への動作が制限されるように、キー２８及びキー溝５２は相互に補完する形状をなしても良い。例えば、キー２８は放射方向断面が略キーストーン形状を成しても良く、その放射方向最外側縁より放射方向内側に漸減しても良い。キー２８はスペーサ３０を補完する形状であっても良い。キー２８は組立を容易にするために、その両端に面取りしたあるいは勾配を付けた端部６６を有しても良い。

スペーサ３０は装置２０の他の部品との組立関係の中で出力部材２４を支持するために設けられ、粉末金属を含む従来の素材により作られても良い。スペーサ３０は軸４４の回りに配置され、一般的には円筒形状を有する。スペーサ３０は、スペーサ３０を貫通して延在し入力シャフト２２に入り込むファスナー（図示せず）を収納するように構成される。スペーサ３０は、トルクをファスナーにかけながら入力シャフト２２が固定されることを可能にする複数の平坦部７０を有する、一方の軸端にヘッド６８を形成しても良い。スペーサ３０は、さらにヘッド６８から軸方向に延在するボディ７２を形成しても良い。ボディ７２は一般的に円筒形状の外側面７４を有し、その上にベアリング５６がロータハブ４８及びスペーサ３０上の対向する肩間に支持されても良い。スペーサ３０はキー２８に対して補完する形状に形成され、スペーサ３０に対してキー２８の放射方向、軸方向の動作を制限することができる。スペーサ３０は、一方の軸端が閉ざされキー２８の一端を受けるように構成された軸方向に延在する凹部７６を形成する。装置２０の組立に際し、スペーサ３０に対するキー２８の放射方向内側及び外側の動作は制限され、スペーサ３０に対するキー２８の軸方向の動作も一軸方向（図１の右側）に制限される。キー２８及びスペーサ３０は、スペーサ３０に対するキー２８の放射方向及び／又は軸方向の動作を制限するためにキー２８及びスペーサ３０が補完されるように形状であれば、キー２８及びスペーサ３０の形状は数多く作ることができる。

界磁シェル３２が導体アセンブリ３４を収納するために設けられる。シェル３２はロータ２６とアーマチュア３６との選択的係合を発生させる磁気回路の一部も形成する。界磁シェル３２はスチールを含む従来の金属や合金から作られても良い。シェル３２は円筒形状であり、軸４４の回りに配置され、ベアリング５４の外輪に支持されている。シェル３２は、例えばシェル３２内のスロット（図示せず）を貫通して延在するファスナー（図示せず）を介して回転に対し固定される。シェル３２は断面形状が一般的にU形状であり、放射方向に内側及び外側の環状部材７８、８０を備えている。

内側部材７８はベアリング５４の外輪に支持されている。部材７８は断面形状が一般的にＬ形状であり、軸方向に延在する内側極８２を形成する。極８２はロータ２６のハブ４８の凹部６０の中へ延在し、従って内側ロータ極５８の放射方向内側に配置される。その全体が参照されて本出願に組み込まれる、共通の譲渡者へ譲渡され同時に係属中の米国出願１１/１５０，６７１により十分に開示されるように、極５８、８２の相対的位置は、いくつかの理由により利点がある。第１に、ロータ２６、界磁シェル３２及びアーマチュア３６を巻き込んだ磁気回路の磁気効率が回路の少なくとも磁束のいくつかに対し空隙の数を減少させることにより改善される。第２に、導体アセンブリ３４が配置される環状ギャップが拡張し、界磁シェル３２内へのアセンブリ３４の挿入と留め付けが容易になる。

外側部材８０は内側部材７８に結合され、内側部材７８の上に支持される。外側部材８０は端壁８４、軸方向に延在する外側極８６及びフランジ８８を形成する。端壁８４は部材７８から放射方向外側へ延在する。極８６は端壁８４と一体的に端壁８４から軸方向へ延在する。極８６はロータ２６の極６４の放射方向外側に配置される。フランジ８８は端壁８４の反対側の極８６の端部で極８６と一体的に極８６から放射方向外側へ延在する。フランジ８８は極８６の外周の少なくとも一部に沿って延在する。

導体アセンブリ３４はロータ２６、界磁シェル３２及びアーマチュア３６に磁気回路を形成するために設けられ、ロータ２６と係合するようにアーマチュア３６を動作させて、トルクを入力シャフト２２から出力部材２４へ伝達する。導体アセンブリ３４は一般的に環状であり、界磁シェル３２内で軸４４の回りに配置される。特に、アセンブリ３４はシェル３２の内側極及び外側極８２、８６の間に配置される。アセンブリ３４は導体９０とシェル９２を含んでいる。

導体９０は他の既知の導体を代わりに使っても良いが、従来の銅線コイルから構成しても良い。導体９０は電気的にバッテリーのような電源（図示せず）に接続されても良い。導体９０に通電すると、ロータ２６、界磁シェル３２、及びアーマチュア３６間に磁気回路が形成される。磁束は空隙を横断してシェル３２の外側極８６からロータ２６の外側極６４へ流れる。磁束はその後その間の空隙を横断してディスク５０及びアーマチュア３６間を往復する。磁束はその後ロータ２６のディスク５０からロータ２６のハブ４８へ流れる。最後に、磁束はいくつかの経路に沿ってハブ４８から界磁シェル３２の部材７８、８０へ戻る。特に、磁束の一部は直接に内側ロータ極５８から部材８０へ流れる。磁束の他の一部は、ハブ４８から部材７８の内側極８２を介して部材８０に流れる。磁束のさらに他の一部は、ハブ４８からベアリング５４の放射方向内側の支持ハブ９４へ、その後部材７８と部材８０へ流れることができ、磁束の一部が内側ロータ極５８及び内側界磁シェル極８２の高密度エリアを避けることができ、さらに回路の磁気効率を改善する。

シェル９２は導体９０を収納するために設けられ、導体９０を界磁シェル３２に取り付けるためにも使用される。シェル９２は従来のプラスチックを型に入れて作ることができる。シェル９２は一体のターミナルコネクタ９６を含み、それを介して導体９０を電気的に電源に接続させても良い。シェル９２は界磁シェル３２の端壁８４の凹部内に収納されるサイズの１つ以上のラグ（図示せず）も形成し、導体アセンブリ３４の回転を防止する。共通に譲渡され、その全体を参照することにより本出願に組み込まれる米国特許出願１１／１５０，６７０に開示されるように、シェル９２は放射方向外側に延在し、界磁シェル３２の外側極８６の近隣に配置され、複数の箇所でシェル３２に装着されるフランジ（図示せず）を含むことができる。

アーマチュア３６は制動トルクを出力部材２４へ伝達し、選択的に駆動トルクをロータ２６から出力部材２４へ伝達するために設けられる。アーマチュア３６はスチールを含む様々の従来の金属や合金により作られる。アーマチュア３６は環状の構造を有し、軸４４の回りに配置される。アーマチュア３６はロータ２６から空隙により軸方向に離間している。ロータディスク５０のように、アーマチュア３６は複数列の、放射方向に離間し角度間隔をあけたスロット９８を含み、それが導体アセンブリ３４を通電する際にロータ２６とアーマチュア３６との間の磁束の往復を容易にする。図示の実施例では、アーマチュア３６は２列のスロット９８を含む。アーマチュア３６のスロット９８の列数、１列のスロット９８の数、及びスロット９８のサイズと形状は変更されても良い。アーマチュア３６は出力部材２４に結合される。特に、アーマチュア３６は複数の重ね板バネ１００により出力部材２４に結合されても良い。バネ１００は駆動及び制動トルクをアーマチュア３６から出力部材２４へ伝達し、部材２４に対するアーマチュア３６の軸方向の動作を許しロータディスク５０に接近、離間する。バネ１００はステンレススチールで作られ、リベット、ネジ、ボルト、又はピンのような従来のファスナー１０２を使うことによって一端をアーマチュア３６に接続し他端を出力部材２４に接続する。

ブレーキプレート３８は出力部材２４を制動するために、アーマチュア３６による係合のための制止面を供給する。プレート３８はアーマチュア３６と磁石４０とによりさらに磁気回路の一部を形成し、磁石４０を収納するための手段を提供する。ブレーキプレート３８はスチールのような従来の金属や合金を含む磁気抵抗が比較的低い従来の材料で作ることができる。ブレーキプレート３８は装置２０の周囲の少なくとも一部、好ましくは装置２０の周囲の一部のみの回りに延在し、界磁シェル３２に結合する。特に、ブレーキプレート３８は界磁シェル３２のフランジ８８に結合し、１つ以上のファスナー１０４を使ってそこから吊るされる。ファスナー１０４は比較的高い磁気抵抗（非磁性材料を含む）を含む１つのあるいは複数の材料から作られ、ブレーキプレート３８と界磁シェル３２間の磁束輸送を減少又は除去し、それにより導体アセンブリ３４が通電される際のクラッチ係合を容易にする。本件出願を通して、用語“比較的高い磁気抵抗”は、磁束輸送がブレーキプレート３８及びアーマチュア３６間にブレーキプレート３８及びファスナー１０４間よりもより発生し易いように、アーマチュア３６の磁気抵抗より高い磁気抵抗を意味するものとする。ブレーキプレート３８は１つ以上のスペーサ１０６を使い界磁シェル３２のフランジ８８から軸方向に離間させる。スペーサ１０６はファスナー１０４が貫通して延在する貫通孔１０８を含んでも良い。スペーサ１０６は同様に比較的高い磁気抵抗（非磁性材料含む）を有する１つの又は複数の材料からなり、ブレーキプレート３８と界磁シェル３２間の磁束輸送を減少又は除去する。

磁石４０はブレーキプレート３８とアーマチュア３６との間に磁気回路を形成し、アーマチュア３６を引き寄せてブレーキプレート３８と係合させて制動トルクを出力部材２４へ提供するために設けられる。磁石４０はネオジム鉄ボロン（Ｎｄ・Ｆｅ・Ｂ）磁石か他の既知の永久磁石からなる。磁石４０は好ましくは装置２０の周囲の一部の回りにのみ配置される。共通に譲渡され同時に係属する、その開示の全体を参照することにより本件出願に組み込まれる、米国特許出願１１／１５０，０２７に詳細に記載されるように、磁石４０はアーマチュア３６の一部に対し軸方向に整列し、それにより従来の結合装置に比べて磁気回路の空隙の数が減少し、磁気効率が改善する。磁石４０は磁束が磁石４０を通って軸方向、放射方向あるいは円弧（円周）方向に形成されるように配置される。磁石４０はブレーキプレート３８に形成されたポケット１１０の中に収納される。あるいは、磁石４０はアーマチュア３６に形成されたポケットの中に収納されブレーキプレート３８と軸方向に整列されても良い。磁石４０は各磁石４０の一面がブレーキプレート３８（又はアーマチュア３６）の一方の側（及び制止面）と同一面となるように整列される。一面がブレーキプレート３８（又はアーマチュア３６）の制止面と同一面となるように磁石４０を配置することにより、磁石４０はブレーキプレート３８（又はアーマチュア３６）の摩耗面を増やし、摩耗抵抗及び制止面を増大させる。

シム４２は、ロータ２６及びアーマチュア３６のクラッチ係合面１１２、１１４のそれぞれの摩耗を、及びアーマチュア３６及びブレーキ３８のブレーキ係合面１１６、１１８のそれぞれの摩耗を補償するためにブレーキプレート３８の位置の調整を行えるように設けられている。シム４２は従来の金属や合金を含む様々の材料で作られている。シム４２は界磁シェル３２とブレーキプレート３８との間にスペーサ１０６と共に軸方向に配置される。図示される実施例では、シム４２は界磁シェル３２とスペーサ１０６との間に軸方向に配置され、ブレーキプレート３８より界磁シェル３２に近いが、シム４２とスペーサ１０６の位置は逆であっても良い。シム４２はブレーキプレート３８と接触しても良い。

図２を参照すれば、シム４２は放射方向に内側縁１２０及び外側縁１２２を備えている。シム４２は内側縁１２０に形成されファスナー１０４を受け入れる一対のスロット１２４を構成する。スロット１２４はファスナー１０４の形状を補完する形状を備えている。図示の実施例では、各スロット１２４は略Ｕ字形状をなし、円形のファスナーを受け入れるようになっている。各スロット１２４の深さｄ₁は、シム４２の一部（脚１２６、１２７、１２８のいずれかのような）がファスナー１０４よりさらに放射方向内側に配置されるように対応のファスナー１０４の直径よりも大きくても良い（図１に最も良く表わされる）。

再度、図１を参照すれば、シム４２の少なくとも一部（即ち界磁シェル３２とスペーサ１０６との間の部分）は、クラッチ係合面１１２、１１４及びブレーキ係合面１１６、１１８の係合時の摩耗から生じる、ロータ２６、アーマチュア３６及びブレーキプレート３８の１つ以上の軸方向寸法の予期される減少に近似するように構成される軸方向寸法ｄ₂を備える。例えば、寸法ｄ₂は、アーマチュア３６及びブレーキプレート３８の係合の摩耗から生じるアーマチュア３６及びブレーキプレート３８の軸方向寸法ｄ₃の減少に近似するように選択することができる。装置２０を動作している間に、クラッチ係合面１１２、１１４及びブレーキ係合面１１６、１１８は摩耗を開始する。その結果、アーマチュア３６がブレーキプレート３８に係合する時、ロータ２６及びアーマチュア３６間に存在する空隙が増加する。増加する空隙は、ロータ２６とアーマチュア３６間の磁気回路を強化してアーマチュア３６を引きつけロータ２６との係合を継続するために、導体アセンブリ３４に流れる電流の増加を必要とする。結果として、電流の増加により、装置２０のサービスの限界を超えるので、装置２０の耐用年数を制限する。シム４２は、ロータ２６、アーマチュア３６及びブレーキプレート３８の１つ以上の軸方向の寸法の減少（例えばアーマチュア３６とブレーキプレート３８の軸方向（又はブレーキ係合面１１６、１１８）の寸法の減少ｄ₃）に近似するように選択された軸方向寸法ｄ₂を備えているので、シム４２は、装置２０の耐用年数の所定の時期、及び／又は装置２０の検査がロータ２６、アーマチュア３６及び／又はブレーキプレート３８の摩耗により除去が妥当である事を示した時に除去され得る。シム４２が除去されると、ブレーキプレート３８が界磁シェル３２のフランジ８８へ移動される。この動作は、摩耗が補償されなければブレーキプレート３８と係合する際にアーマチュア３６をロータ２６からさらに離間させるが、アーマチュア３６とブレーキプレート３８との制止面１１６、１１８上の摩耗、及びロータ２６とアーマチュア３６とのクラッチ係合面１１２、１１４上の摩耗を補償することにより、実質的にロータ２６とアーマチュア３６との間の元の空隙を回復する。この空隙を維持することによって、クラッチ係合時の電流の増加を最小化することができ、装置１０の耐用年数の延長が可能となる。

シム４２の放射方向外側部分は軸方向終端リップ１３０を形成する。図１に示すように、リップ１３０は寸法ｄ₂より大きい軸方向寸法ｄ₄を備える。リップ１３０は、装置２０から放射方向外側へシム４２を動かすように力を加えることができる面１３２を提供することで、手又は道具によってシム４２を除去し易くする。

図３を参照して本発明の他の実施例にかかる回転結合装置１３４を説明する。装置１３４は装置２０に類似する。従って、類似の構成は同じ参照番号で特定され、類似の構成の説明は上述の記載に見出すことができる。装置１３４は調整可能なスペーサ１３６を含む点で装置２０とは異なる。ここで使用されるように、“調整可能”は回転結合装置内のスペーサの位置又は形状の調整を意味し、スペーサ（又はスペーサの一部）を単に装置から除去することは含まない。

スペーサ１３６は、クラッチ係合面１１２、１１４及びブレーキ係合面１１６、１１８の１つ以上の摩耗を補償するためにブレーキプレート３８が軸方向にアーマチュア３６へ移動できるように設けられる。スペーサ１３６は、界磁シェル３２のフランジ８８とブレーキプレート３８との間に配置されフランジ８８を貫通して延在するすべり軸受から成る。スペーサ１３６の軸方向の一端部１３８はブレーキプレート３８に当接する。スペーサ１３６の軸方向反対側端部１４０はヘッド１４２を形成することができる。スペーサ１３６の放射方向外側表面は、フランジ８８の開口１４４の対応するねじ山に係合するように複数のねじ山を形成する。スペーサ１３６を回転させると軸４４に平行にスペーサ１３６が移動し、ブレーキプレート３８をそれに対応して移動させ、それによりブレーキプレート３８の軸方向位置を無限に調整できる。スペーサ１３６はファスナー１０４を受け入れるように設けられる貫通孔１４６を構成する。ファスナー１０４は、フランジ８８、スペーサ１３６及びブレーキプレート３８の位置合わせされた貫通孔を貫通し、ブレーキプレート３８の一部をスペーサ１３６の端部１３８へ固定する。スペーサ１３６は比較的高い磁気抵抗（非磁性材料を含む）を備える１つ以上の材料で形成することができ、ブレーキプレート３８及び界磁シェル３２間の磁束輸送を減少又は除去する。

次に図４を参照して、本発明の他の実施例に係る回転結合装置１４８を説明する。装置１４８も装置２０に類似する。従って、類似の構成は同じ参照番号で特定され、類似の構成の説明は上述の記載に見出すことができる。装置１４８は装置１４８が調整可能なスペーサ１５０を含む点において装置２０とは異なる。

スペーサ１５０も、クラッチ係合面１１２、１１４及びブレーキ係合面１１６、１１８の１つ以上の摩耗を補償するためにブレーキプレート３８が軸方向にアーマチュア３６へ移動できるように設けられる。スペーサ１５０は、界磁シェル３２のフランジ８８とブレーキプレート３８との間に配置され圧縮可能な又は押しつぶすことができるボディから成る。スペーサ１５０の軸方向の一端１５２がブレーキプレート３８に当接し、スペーサ１５０の軸方向の他端１５４が界磁シェル３２のフランジ８８に当接する。スペーサ１５０はファスナー１０４を受け入れる貫通孔１５６を形成する。ファスナー１０４は、フランジ８８、スペーサ１５０及びブレーキプレート３８の位置合わせされた貫通口を貫通して延在する。ファスナー１０４を回転させるとブレーキプレート３８をフランジ８８に引き寄せ、スペーサ１５０を圧縮する、それによりブレーキプレート３８の軸方向位置を無限に調整できる。スペーサ１５０も比較的高い磁気抵抗（非磁性材料を含む）を備える１つ以上の材料で形成することができ、ブレーキプレート３８及び界磁シェル３２間の磁束輸送を減少又は除去する。

次に図５を参照して、本発明の別の実施例に係る回転結合装置１５８を説明する。装置１５８も装置２０に類似する。従って、類似の構成は同じ参照番号で特定され、類似の構成の説明は上述の記載に見出すことができる。装置１５８は装置１５８が調整可能なスペーサ１６０を含む点において装置２０とは異なる。

スペーサ１６０も、クラッチ係合面１１２、１１４及びブレーキ係合面１１６、１１８の１つ以上の摩耗を補償するために、ブレーキプレート３８が軸方向にアーマチュア３６へ移動できるように設けられる。スペーサ１６０は、界磁シェル３２のフランジ８８とブレーキプレート３８との間に配置され変形可能なボディから成る。特に、スペーサ１６０は弾性変形可能なボディから構成できる。図示の実施例に示すように、スペーサ１６０はブレーキプレート３８と一体の構造にしても良い。しかしながら、スペーサ１６０は分離された部品を形成しても良い。スペーサ１６０は、スペーサ１６０がブレーキプレート３８の係合面１１８よりもフランジ８８により近く配置されるように、ブレーキプレート３８に対して軸方向に延在する。図６を参照すれば、図示の実施例において、スペーサ１６０はネック１６２でブレーキプレート３８に接続される。アーム１６４、１６６は軸方向にかつ縁沿いにネック１６２の両側から延在する。アーム１６４，１６６はファスナー１０４が貫通するブレーキプレート３８に形成された対応するボス１７２、１７４の外径にほぼ等しいサイズの内径を有する凹部１６８、１７０をそれぞれ形成する半円端部を含む。ファスナー１０４を回転させるとブレーキプレート３８をフランジ８８に引き寄せ、アーム１６４、１６６をブレーキプレート３８側へ変形させ、それによりブレーキプレート３８の軸方向位置を無限に調整できる。装置１５８は、さらにスペーサ１６０のアーム１６４、１６６とフランジ８８間のファスナー１０４の回りに配置されるウォシャー１７６を備えることができる。ウォシャー１７６は、比較的高い磁気抵抗（非磁性材料を含む）を備える１つ以上の材料で形成することができ、ブレーキプレート３８及び界磁シェル３２間の磁束輸送を減少又は除去する。

次に図８−１０を参照すると、本発明の別の実施例に係る回転結合装置１７８が図示される。装置１７８も装置２０に類似する。従って、類似の構成は同じ参照番号で特定され、類似の構成の説明は上述の記載に見出すことができる。装置１７８は、装置１７８が調整可能なスペーサ１８０を含む点で装置２０とは異なる。

スペーサ１８０も、クラッチ係合面１１２、１１４及びブレーキ係合面１１６、１１８の１つ以上の摩耗を補償するためにブレーキプレート３８が軸方向にアーマチュア３６へ移動できるように設けられる。スペーサ１８０はブレーキプレート３８に摩擦係合するボディから成る。スペーサ１８０はブレーキプレート３８と同様のスタンピングによりセミピアス工程を介して形成することができる。スペーサ１８０はブレーキプレート３８と密接摩擦係合できるように形成される。図示の実施例において、スペーサ１８０は、ファスナー１０４が貫通するブレーキプレート３８に形成された対応するボス１７２、１７４の外径にほぼ等しいサイズの内径を有する凹部１８２、１８４をそれぞれ形成する半円端部を含む。図５−７に示すスペーサ１６０と比較すると、スペーサ１８０は、図８に示すように常にブレーキプレート３８の少なくとも一部に放射方向に重なっている。ファスナー１０４を回転させると、スペーサ１８０とブレーキプレート１３８間の摩擦力に抗してブレーキプレート３８をフランジ８８の方向へ引き寄せ、スペーサ１８０とブレーキプレート３８間の追加の放射方向の重なりを生み、それによりブレーキプレート３８の軸方向位置を無限に調整できる。この構成により、ファスナー１０４の回転がブレーキプレート３８を界磁シェル３２のフランジ８８方向へ引き寄せるにつれて放射方向の力（究極的には摩擦力）を増加させる。

本発明は１つ以上の特別な実施例を参照して開示されているが、本発明の範囲から逸脱することなく様々の変更、修正がなされることは当業者により理解されるであろう。例えば、図示の実施例では唯一のシムが示されているが、より精緻な補償のための調整を容易にするため複数のシムを使うことができる。本発明の精神から逸脱することなく、シム４２の形状を図示する実施例から変更することができる。

Claims (18)

1. 共に回転する入力シャフトに結合し、前記入力シャフトは回転軸の回りに配置され、第１クラッチ係合面を形成するロータと、
   前記入力シャフトの回りに配置され、回転に対し固定される界磁シェルと、
   前記ロータの第１側の前記界磁シェル内に配置される導体と、
   前記界磁シェルから軸方向に離間して前記界磁シェルに結合し、第１ブレーキ係合面を形成するブレーキプレートと、
   前記導体の反対側の前記ロータの第２側で前記ロータと前記ブレーキプレート間に軸方向に配置され、出力部材に結合して第２クラッチ係合面及び第２ブレーキ係合面を形成するアーマチュアと、
   前記ブレーキプレート及び前記アーマチュアの１つと結合し、前記アーマチュアを前記ブレーキプレートに係合させる永久磁石と、
   前記ブレーキプレートと前記界磁シェル間に軸方向に配置され、少なくともその一部は、前記第１、第２のクラッチ係合面の係合時及び前記第１、第２ブレーキ係合面の係合時の摩耗からもたらされる前記ロータ、前記アーマチュア、前記ブレーキプレートの少なくとも１つの軸方向寸法の予想される減少に近似するように構成される第１軸方向寸法を有する、取り外し可能なシムとからなる回転結合装置。
2. 前記シムの放射方向外側部分は軸方向に延在する、前記第１軸方向寸法より大きい第２軸方向寸法を有するリップを形成することを特徴とする請求項１に記載の回転結合装置。
3. 前記シムは前記ブレーキプレートを前記界磁シェルへ結合するファスナーを受け入れるスロットを構成することを特徴とする請求項１に記載の回転結合装置。
4. 前記スロットは略Ｕ字形状である請求項３に記載の回転結合装置。
5. 前記シムの一部は前記ファスナーよりさらに放射方向内側に配置される請求項３に記載の回転結合装置。
6. 前記界磁シェル及び前記ブレーキプレート間に軸方向に配置されるスペーサをさらに有し、前記スペーサは前記シムに接触することを特徴とする請求項１に記載の回転結合装置。
7. 前記界磁シェルと前記ブレーキプレート間に軸方向に配置されるスペーサをさらに有し、前記シムは前記スペーサと前記界磁シェル間に軸方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載の回転結合装置。
8. 共に回転する入力シャフトに結合し、前記入力シャフトは回転軸の回りに配置され、第１クラッチ係合面を形成するロータと、
   前記入力シャフトの回りに配置され、回転に対し固定される界磁シェルと、
   前記ロータの第１側の前記界磁シェル内に配置される導体と、
   前記界磁シェルから軸方向に離間して前記界磁シェルに結合し、第１ブレーキ係合面を形成するブレーキプレートと、
   前記導体の反対側の前記ロータの第２側で前記ロータと前記ブレーキプレート間に軸方向に配置され、出力部材に結合して第２クラッチ係合面及び第２ブレーキ係合面を形成するアーマチュアと、
   前記ブレーキプレート及び前記アーマチュアの１つと結合し、前記アーマチュアを前記ブレーキプレートに係合させる永久磁石と、
   前記ブレーキプレートと前記界磁シェル間に配置され、前記ブレーキプレートを前記界磁シェルへ移動させて前記第１クラッチ係合面、前記第２クラッチ係合面、前記第１ブレーキ係合面及び前記第２ブレーキ係合面の少なくとも１つの摩耗を調整により補償する、調整可能なスペーサとを備える回転結合装置。
9. 前記調整可能なスペーサは前記界磁シェルを貫通して前記ブレーキプレートに当接し、前記界磁シェルとねじ係合するすべり軸受からなる請求項８に記載の回転結合装置。
10. 前記すべり軸受は比較的に高い磁気抵抗を有する材料から作られることを特徴とする請求項９に記載の回転結合装置。
11. 前記界磁シェル、前記すべり軸受、及び前記ブレーキプレートにおいて位置合わせされた貫通孔を貫通するファスナーをさらに備えることを特徴とする請求項９記載の回転結合装置。
12. 前記調整可能なスペーサは圧縮可能なボディから成ることを特徴とする請求項８記載の回転結合装置。
13. 前記圧縮可能なボディは比較的高い磁気抵抗を有する材料から作られることを特徴とする請求項１２に記載の回転結合装置。
14. 前記界磁シェル、前記圧縮可能ボディ、及び前記ブレーキプレートにおいて位置合わせされた貫通孔を貫通するファスナーをさらに備えることを特徴とする請求項１２記載の回転結合装置。
15. 前記調整可能なスペーサは変形可能なボディから成ることを特徴とする請求項８記載の回転結合装置。
16. 前記ブレーキプレートと前記変形可能ボディは一体構造を形成することを特徴とする請求項１５記載の回転結合装置。
17. 前記変形可能ボディは弾性変形可能であることを特徴とする請求項１５記載の回転結合装置。
18. 前記調整可能スペーサは前記ブレーキプレートと摩擦係合するボディからなることを特徴とする請求項８記載の回転結合装置。

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