JP3316595B2 - 電磁継手用の多極継手円板形成方法 - Google Patents

電磁継手用の多極継手円板形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁クラッチは電極ブ
レーキのような電磁継手に使われるような多極継手円板
（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐｏｌｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｄ
ｉｓｃ）に関する。この多極継手円板は、回転磁界又は
非回転磁界或は回転アーマチュア又は非回転アーマチュ
アの一部である。
【０００２】
【発明の背景】典型的な電磁継手は、シルベストリニ
（Ｓｉｌｖｅｓｔｒｉｎｉ）等を発明者とする米国特許
第４，１８７，９３９号明細書に記載してある。この明
細書では、継手は、鋼のような低磁気抵抗材料から成る
回転アーマチュア円板を持ち同様に低磁気抵抗材料から
成る回転継手円板又は回転子による磁界を持つ電磁クラ
ッチである。この磁界のコイルを励磁するときは、回転
子及び軸線方向に対抗するアーマチュアの間の経路を磁
束が通り、アーマチュアを引付けて回転子の作用面に接
触させこれ等両者を一緒に回転するように結合する。
【０００３】シルベストリニ等の特許明細書に記載して
ある電極継手では、アーマチュアは角度的に互いに間隔
を置いた「バナナ」形みぞ穴の環により形成してある
が、回転子はアーマチュアのみぞ穴の環の互いに対抗す
る側に位置する角度的に互いに間隔を置いたバナナ形み
ぞの２つの同心の環により形成してある。バナナ形みぞ
穴は、回転子及びアーマチュアに或る与えられた直径の
コイルを持つ継手のトルクを高める４個の磁極を形成さ
せる高磁気抵抗のエアギャッブを形成する。回転子及び
アーマチュアにそれぞれ付加的なみぞ穴環を形成するこ
とにより、この継手は一層高いトルク容量を持つ６極継
手として構成できる。
【０００４】最近までバナナ形みぞ穴は通常回転子及び
アーマチュアにスタンピング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）によ
り形成されていた。現用のスタンピング技術では、一般
に各スロットの半径方向幅は円板の厚さの約3/4よりは
実質的に薄くすることができないことを示している。従
って比較的直径の小さい比較的厚い円板に多重のみぞ穴
環を打抜くことは困難である。さらにみぞ穴のスタンピ
ングによりみぞ穴の周縁にばりが残り、円板の各みぞ穴
の位置と各みぞ穴の形状とに制限を受ける。互いに隣接
するみぞ穴列間に同心性を保つことは困難であり、円板
の全部分を一様な厚さに保つことも困難である。すなわ
ち円板の構造は、磁気特性よりもツーリング（ｔｏｏｌ
ｉｎｇ）を考慮して定める。
【０００５】電磁継手円板の著しい改良がブース（Ｂｏ
ｏｔｈ）等を発明者とする米国特許第４，９５１，７９
７号明細書に記載してある。この特許明細書の継手円板
では、磁極は、スタンピング又はその他のレーザ切断の
ような技術によりみぞ穴を形成する際に生ずる製造上の
障害を避けるように貫通みぞ穴によらないで円板の非加
工面の端部の閉じたみぞにより輪郭を定める。ブース等
の特許明細書の円板にみぞを形成するには、この円板の
材料を、圧延（ｍｅｔａｌ ｒｏｌｌｉｎｇ）により変
位させる。この圧延は、円板を支える回転型を必要とし
又円板をこの型に押付けるトラバーシング・ローラ（ｔ
ｒａｖｅｒｓｉｎｇ ｒｏｌｌｅｒ）を必要とする。こ
のようなツーリングは、比較的複雑で特殊なものであ
り、スタンピングと同等の普通の製法に向かない。
【０００６】
【発明の概要】本発明の一般的目的は、非作用面に形成
した角度的に互いに間隔を置いたみぞから成る半径方向
に互いに間隔を置いた複数の列を持つ電極継手円板を作
る簡略化した方法を提供することにある。本発明方法
は、固定型及び往復動打抜き具（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔ
ｉｎｇ ｐｕｎｃｈ）、を利用する点で、スタンピング
に幾分類似している。
【０００７】本発明のなお詳細な目的は、角度的に互い
に間隔を置いた弧状のリブから成る半径方向に互いに間
隔を置いた複数の円形の列を持つ往復動打抜き具によ
り、円板の非作用面に衝撃を加え、打抜き作業中に作用
面の下側に位置しこの作用面を支える固定型に形成した
角度的に互いに間隔を置いた弧状のみぞから成る半径方
向に互いに間隔を置いた複数の円形列内に金属を作用面
から変位させる方法を提供することにより前記目的を達
成することにある。このようにして、角度的に互いに間
隔を置いた弧状の列から成る半径方向に互いに間隔を置
いた複数の円形の列を円板の非作用面に浮出しにすると
共に、作用面に対抗する突起を形成し型のみぞ内に入れ
る。引続いて各突起は機械加工により作用面から除き、
この面を実質的に扁平に平面状に残すようにする。付随
的に、突起を除くように、同心のみぞ列を作用面で非作
用面内のみぞに半径方向に整合するように機械加工し、
各みぞの区域で円板の厚さをさらに減らすことにより各
磁極の輪郭を一層良好に定める。
【０００８】本発明の別の目的は、各みぞの区域で円板
の薄くした厚さを利用し極めて狭い半径方向幅を持つ角
度的に互いに間隔を置いた実質的にばりのないみぞ穴を
円板に迅速容易に形成して互いに隣接する極間になお一
層高い磁気抵抗を持つ磁束障壁を生成するようにするこ
とにある。
【０００９】本発明のこれ等の又その他の目的及び利点
を添付図面についてなお詳しく説明する。
【００１０】
【実施例】添付図面は本発明を、電磁ブレーキ又は電磁
クラッチのような電磁継手に使う継手円板２０について
例示するものである。継手円板２０は、アーマチュアで
もよいが、この場合たとえば前記したようなシルベスト
二等の特許明細書に記載してある形式のものでよいクラ
ッチ回転子２１の形成部分として示してある。この特定
の例ではクラッチ回転子は、形状が円形であり、それぞ
れ継手円板２０の一方の面２４と一体にするのを好適と
する軸線方向に延びる外部フランジ２２と軸線方向に延
びる内部ハブ２３とを備えている。この円板の反対の面
２５（図４）は、クラッチ回転子２１の作用面を形成し
クラッチのアーマチュアに摩擦を伴って接触するように
してある。外部フランジ２２及び内部ハブ２３は、それ
ぞれクラッチ回転子２１の外側及び内側の極環状を形成
する。
【００１１】通常の場合と同様にクラッチ回転子２１
は、鋼のような低磁気抵抗の磁性材料で作る。クラッチ
回転子２１は、鋳造して次いで機械加工するが、クラッ
チ回転子は、スタンピング及び成形作業により形成する
のがよい。
【００１２】例示した特定のクラッチ回転子２１は、６
極クラッチの一部を形成する。従って継手円板２０は、
この継手円板の残りの区域より弱い磁束を帯びる３個の
同心の環３０（図５）を備えている。１個の磁極は内側
環の半径方向内方に位置させた円板環状区域により形成
され、２個の極は内側環及び中間の環の間の環状区域に
より形成され、２個の付加的な極は中間の環及び外側の
環の間の環状区域により形成され、そして６番目の極は
外側環の外方に位置する環状区域により形成してある。
【００１３】高磁気抵抗の環３０は、少なくとも一部は
みぞ３２により形成してある。本発明によれば、円板の
作用面２５を支え、押抜き具によりこの作用面から変位
させた金属を受入れる固定の型３６と協働するのに適す
る往復動するエンボシング押抜き具（ｅｍｂｏｓｓｉｎ
ｇ ｐｕｎｃｈ）３４で非作用面２４にスタンピングす
ることにより、継手円板２０の非作用面にみぞ３２はエ
ンボス加工される。押抜き具３４及び型３６の使用によ
り各みぞ３２を形成することによって、各みぞは従来の
みぞ付き継手円板の場合より一層簡単に一層普通の装置
で形成することができる。
【００１４】とくに押抜き具３４は形状が環状で、その
作用端部に、押抜き具３４の作用端部から軸線方向に突
出する角度的に互いに間隔を置いた大体において弧状の
リブ３８（図２及び７）から成る半径方向に互いに間隔
を置いた大体において円形の３つの列を形成してある。
各リブ３８は、軸断面が大体においてＶ字形である。
【００１５】型３６は、押抜き具３４に補形的で、その
上面に弧状のみぞ４０（図２及び８）から成る半径方向
に互いに間隔を隔てた３つの大体円形の列を形成してあ
る。各列のみぞ４０は角度的に相互に間隔を置くのがよ
い。型３６のみぞ４０は、押抜き具３４のリブ３８に対
し半径方向及び角度的に整合する。
【００１６】継手円板２０に高磁気抵抗の環３０を形成
する方法の第１の段階では、円板の作用面２５を図２に
示すように型３６の上面に押し当てる。次いで押抜き具
３４を下方に移動させ、各リブ３８により円板の金属を
下方に変位させることにより、非作用面に、角度的に互
いに間隔を置いた弧状のみぞ３２から成る半径方向互い
に間隔を置いた大体において円形の３つの列をエンボス
加工するような力で、円板２０の非作用面２４に衝撃を
加える。各リブ３８により変位した金属は、円板の作用
面２５から軸線方向外方に塑性変形し、型３６のみぞ４
０により受入れられ閉じ込められる角度的に互いに間隔
を置いた弧状の突起４１（図１）から成る半径方向に互
いに間隔を置いた大体において円形の３つの列を形成す
る。すなわち押抜き具３４は、円板２０の非作用面２４
に、角度的に互いに間隔を置たみぞ３２から成る同心の
列をエンボス加工し、型３６と協働して角度的に互いに
間隔を置いた突起４１の同心の列を、円板の作用面２５
から突出させる。各列のみぞ３２は角度的に互いに間隔
を置いているので、互いに隣接するみぞは、円板２０の
もとの厚さにほぼ等しい厚さを持つ橋架部４２（図１）
により相互に隔離される。
【００１７】各みぞ３２及び各突起４１を押抜き具３４
及び型３６により形成した後、継手円板２０の作用面２
５を機械加工し（たとえばカッタ又はグラインダによ
り）、作用面から突起を除き、作用面を実質的に扁平で
平坦な摩擦面として形成する（図３参照）。機械加工作
業の一部として、外部フランジ２２及び内部ハブ２３に
隣接する作用面の外周辺及び内周辺にそれぞれ面取部４
３、４４を形成する。外部フランジ２２及び内部ハブ２
３の円筒面も又機械加工してこれ等から材料を除き同心
性を確定する。
【００１８】浅い円周方向に連続した環状みぞ４５（図
３）は突起４１を除くのに又は引続く機械加工作業で付
随的に円板２０の作用面２５で切削するするのがよい。
作用面２５の各みぞ４５は、非作用面２４で各みぞ３２
に半径方向に整合させる。そして各みぞ４５により、各
みぞ３２の領域で作用面２５及び非作用面２４の間に比
較的薄い材料から成るウエブ４６だけが残る。各ウエブ
４６は、これ等が薄いので磁束の流れに抵抗して円板２
０の各磁極間に磁束障壁を発生する作用をする。各ウエ
ブは薄くても、円板は各みぞ３２間の橋架部４２により
構造の一体性を持つ。
【００１９】前記したような円板２０は多くの磁性継手
で満足の得られる機能を果たすが、本発明は円板に各み
ぞ３２、４５の領域でみぞ穴を形成し環３０の磁束保持
能力をさらに減らし、クラッチ回転子２１を使い一層高
いトルクを生ずる。このために、角度的に互いに間隔を
置いた大体において弧状のせん孔部材４８から成る半径
方向に互いに間隔を置いた大体において円形の３つの列
を持つせん孔工具４７（図４）を設けてある。各せん孔
部材４８は一般に、円板２０の作用面２５の各みぞ４５
の半径方向の幅よりわずかだけ狭い半径方向の幅を持つ
「バナナ」形である。
【００２０】せん孔工具４７を使うときは、せん孔工具
４７は、そのせん孔部材４８を円板２０の非作用面２９
の各みぞ３２に半径方向及び角度的に整合させる。次い
でせん孔工具４７を作用面２５に向かい動かし、各せん
孔部材４８によりみぞ４５の底部のウエブ４６を破断す
ることにより円板に角度的に互いに間隔を置いた「バナ
ナ」形みぞが穴５０を形成する。各ウエブ４６が軸線方
向で極めて薄いので、各みぞ穴５０は、半径方向の幅が
比較的狭く（たとえば０．０３５インチの程度）各みぞ
穴の周縁には実際上ばりがない。ウエブを破断しみぞ穴
を形成するのに極めてわずかな力しか必要としない。
【００２１】以上述べた所から明らかなように、本発明
は押抜き具３４及び型３６を利用し回転子円板２０の非
作用面２４をエンボス加工し、この非作用面に角度的に
互いに間隔を置いたみぞ３２から成る半径方向に互いに
間隔を置いた列を形成する。作用面２５にみぞ４５を機
械加工することにより、各ウエブ４６は比較的低い磁束
保持能力しか持たないように薄くすることができる。各
みぞ３２、４５間に形成した薄いウエブ４６は、狭い半
径方向の幅を持つ実質的にばりのないみぞ穴５０を、単
に円板の作用面２５からウエブにせん孔工具４７により
せん孔することにより円板２０に形成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による新規な改良された方法により作っ
た電磁継手円板を示す斜視図である。
【図２】本発明方法の第１段階を示す図１の２−２線に
沿う拡大断面図である。
【図３】本方法の次の段階を示す図２と同様な断面図で
ある。
【図４】本方法のさらに次の段階を示す、図２と同様な
断面図である。
【図５】継手円板の作用面を示す拡大平面図である。
【図６】図５の６−６線に沿う拡大断面図である。
【図７】図２に示した押抜き具の拡大端面図である。
【図８】図２に示した型の拡大端面図である。
【符号の説明】
２０ 継手円板 ２４ 非作用面 ２５ 作用面 ３２ みぞ ３４ 打抜き具 ３６ 型 ３８ リブ ４０ みぞ ４１ 突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−168031（ＪＰ，Ａ) 米国特許5096036（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21D 28/22 - 28/24 B21D 22/00 B21D 53/26 F16D 27/112 F16D 49/00 - 71/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電磁継手用の多極継手円板を形成する多
    極継手円板形成方法において、（イ）多極継手円板の作
    用面を形成する第１の側と、前記多極継手円板の非作用
    面を形成する反対側に向く第２の側とを持つ、金属で作
    った大体において円形の円板を用意する段階と、（ロ）
    この円板の前記第１の側を、半径方向に互いに間隔を置
    いた複数のみぞ列を持つ型に押し当てる段階と、（ハ）
    前記型のみぞに半径方向に整合する角度的に互いに間隔
    を置いたリブから成る半径方向に互いに間隔を置いた複
    数の列を持つ押抜き具によって軸線方向に前記円板の第
    ２の側に衝撃を与えるに際し、前記リブにより金属を前
    記型に向かい変位させ、前記円板の第２の側の角度的に
    互いに間隔を置いたみぞから成る半径方向に互いに間隔
    を置いた複数の列を形成するような力で、前記押抜き具
    によって前記円板の第２の側に衝撃を与え、前記各リブ
    により変位させる金属を、前記円板の第１の側から軸線
    方向に遠ざかる向きに押しやり前記型の各みぞ内に受入
    れられる角度的に互いに間隔を置いた突起から成る半径
    方向に互いに間隔を置いた複数の列を形成する段階と、
    （ニ）前記円板の第１の側を機械加工してこの第１の側
    から前記突起を除き、この第１の側を実質的に扁平にす
    る段階とを包含する多極継手円板形成方法。
  2. 【請求項２】 電磁継手用の多極継手円板を形成する多
    極継手円板形成方法において、（イ）低い磁気抵抗を持
    つ金属で、作られ、作用面を形成する第１の側と、非作
    用面を形成する反対側を向く第２の側とを持つ大体にお
    いて円形の円板を用意する段階と、（ロ）前記円板の作
    用面を、角度的に互いに間隔を置いた弧状のみぞから成
    る半径方向に互いに間隔を置いた複数の円形の列を持つ
    型に押し当てる段階と、（ハ）前記円板の非作用面に前
    記型の各みぞに半径方向及び角度的に整合した半径方向
    及び角度的に互いに間隔を置いた弧状のリブから成る、
    半径方向に互いに間隔を置いた複数の円形の列を持つ、
    軸線方向に可動な押抜き具によって、前記円板の非作用
    面に衝撃を与えるに際し、前記各リブにより前記円板の
    金属を前記型に向かい変位させ、前記円板の非作用面の
    角度的に互いに間隔を置いた弧状のみぞから成る半径方
    向に互いに間隔を置いた複数の円形の列を形成するよう
    な力で、前記押抜き具によって前記円板の非作用面に衝
    撃を与え、前記リブにより変位させる金属を、前記円板
    の作用面から軸線方向に遠ざかる向きに押やり、前記型
    のみぞ内に受入れられる角度的に互いに間隔を置いた弧
    状の突起から成る半径方向に互いに間隔を置いた複数の
    円形の列を形成する段階と、（ニ）前記円板の作用面を
    機械加工してこの作用面から前記各突起を除去する段階
    と、（ホ）前記円板の非作用面のみぞの列に半径方向に
    整合する前記円板の作用面の円周方向に連続したみぞか
    ら成る複数の円形の列を機械加工する段階とを包含する
    多極継手円板形成方法。
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