JP5511522B2 - 非磁性材を備えたローター及びこのローターを用いた動力伝達装置、ローターの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、非磁性材を備えたローター及びこのローターを用いた動力伝達装置、ローターの製造方法に関する。

従来、特許文献1に記載されている駆動力伝達装置がある。この駆動力伝達装置は、外周側のケースと内周側のシャフトからなる一対の回転部材間に係合する摩擦多板クラッチを電磁石の磁力で制御するものである。この駆動力伝達装置には、一対の回転部材間にシール部材が介在し、内部空間に潤滑オイルが封入されている。

このように制御可能で潤滑オイルが封入された動力伝達装置は、アッセンブリ化されて搭載性が良く、種々の動力伝達経路に搭載されている。

前記動力伝達装置を制御するアクチュエータは、主要構成として、ケース外に配置された電磁石と、この電磁石を支持するヨーク（以下、コア）と、ケースの一部に一体的に結合したリヤ・ハウジング（以下、ローター）と、ケース内に配置されたアーマチャとを備えている。

前記電磁石が励磁されると、磁力線がコアとローターとアーマチャとを周回する磁束ループを形成してアーマチャが吸引され、ローターとアーマチャとの間に配置されたパイロット・クラッチが締結調整される。

このパイロット・クラッチの締結調整によりカム機構が働いてスラスト力に変換され、多板クラッチに所定の締結力を付与する。

前記ローターには、アーマチャに達する磁力線のループの短絡を防止するために、径方向の中間部にステンレス製の環状部（以下、非磁性体部材）が備えられている。

このローターでは、非磁性体部材が、内外周側の主体部（以下、磁性体部材）に形成された環状孔に挿入され、内外周の２箇所の境界部が電子ビーム溶接によって固定されている。

このように潤滑オイルが密封されてアッセンブリ化された動力伝達装置では、潤滑オイルのリークを防止する機能が必要であり、ローターにおける磁性体部材と非磁性体部材との結合部に、高い密封性が要求される。

しかし、ローターは磁性体部材と非磁性体部材とが別部材として形成されているので、密封性を保持するために、それぞれの部材に高い寸法精度と、それぞれの部材を接合する溶接工程が必要であり、製造工数が嵩むという問題があった。

特開平１１−１５３１５７号公報

解決しようとする問題点は、ローターが磁性体部材と非磁性体部材とが別部材として形成されているので、密封性を保持するために、それぞれの部材に高い寸法精度と、それぞれの部材を接合する溶接工程が必要であり、製造工数が嵩む点である。

本願発明は、密閉性を保持しながら簡単に製造することを可能とするため、磁性体の内周部及び外周部からなり内部空間を外部から区画するための密閉壁に、磁路形成のための非磁性体を設けたローターであって、前記非磁性体は、前記内外周部間に周回状に充填形成され前記内外周部を結合する非磁性の溶接材で形成され、前記溶接材は、端部が既充填形成部分に重ね合わされて開始点を覆い未接合部を密閉する接合部を有し、前記密閉壁は、内外周部の対向する外内周面の幅方向で前記接合部を残すように前記溶接材を含めてカットしたカット面を有し、前記溶接材は、前記密閉壁が前記カット面を有しながら前記密閉壁の内外周部の対向する外内周面の幅内で端部が前記既充填形成部分に対し前記接合部を有して重ね合わされていることをローターの特徴とする。

本発明は、前記ローターが備えられた外側回転部材と、前記外側回転部材の内周側に配置された内側回転部材と、前記外側回転部材と前記内側回転部材との間の内部空間を外部から区画するシール部材と、前記内部空間で前記外側回転部材と前記内側回転部材との間に介設された摩擦クラッチと、前記外部で前記ローターに対向するように配置され固定側に支持された電磁石と、前記空間部内で前記ローターに対向するように配置され前記電磁石が励磁されたときに前記ロータの非磁性体を周回した磁路形成により吸引され前記摩擦クラッチ締結の起因となるアーマチャとを備えたことを動力伝達装置の特徴とする。

本発明は、磁性体の内周部及び外周部からなり内部空間を外部から区画するための密閉壁に、磁路形成のための非磁性体を設けたローターの製造方法であって、前記内周部及び外周部の加工工程と、前記内周部及び外周部の外内周面を径方向に対向配置して前記外内周面間に非磁性の溶接材を周回状に充填形成して前記内外周部を結合する結合工程と、前記結合工程後に前記外内周面の幅方向端部側にカット面を形成する分離工程とを備え、前記結合工程は、前記溶接材の端部を既充填形成部分に重ね合わせて開始点を覆い未接合部を密閉する接合部を形成し、前記分離工程は、内外周部の対向する外内周面の幅方向で前記接合部を残すように前記溶接材を含めてカットするカット面を前記密閉壁に形成し、前記溶接材は、前記密閉壁が前記カット面を有しながら前記密閉壁の内外周部の対向する外内周面の幅内で端部が前記既充填形成部分に対し前記接合部を有した重ね合わせを維持することをローターの製造方法の特徴とする。

本願発明のローターは、磁性体の内周部及び外周部からなり内部空間を外部から区画するための密閉壁に、磁路形成のための非磁性体を設けたローターであって、前記非磁性体は、前記内外周部間に周回状に充填形成され前記内外周部を結合する非磁性の溶接材で形成され、前記溶接材は、端部が既充填形成部分に重ね合わされて開始点を覆い未接合部を密閉する接合部を有し、前記密閉壁は、内外周部の対向する外内周面の幅方向で前記接合部を残すように前記溶接材を含めてカットしたカット面を有し、前記溶接材は、前記密閉壁が前記カット面を有しながら前記密閉壁の内外周部の対向する外内周面の幅内で端部が前記既充填形成部分に対し前記接合部を有して重ね合わされている。

このため、別部材としての非磁性体を必要とせず、内外周部を非磁性の溶接材で結合し、内周部及び外周部間の密閉性を保持しながらローターを簡単に製造することができる。

本発明の動力伝達装置は、前記ローターが備えられた外側回転部材と、前記外側回転部材の内周側に配置された内側回転部材と、前記外側回転部材と前記内側回転部材との間の内部空間を外部から区画するシール部材と、前記内部空間で前記外側回転部材と前記内側回転部材との間に介設された摩擦クラッチと、前記外部で前記ローターに対向するように配置され固定側に支持された電磁石と、前記空間部内で前記ローターに対向するように配置され前記電磁石が励磁されたときに前記ロータの非磁性体を周回した磁路形成により吸引され前記摩擦クラッチ締結の起因となるアーマチャとを備えた。

このため、別部材としての非磁性体を必要とせず、ローターの内外周部を非磁性の溶接材で結合し、内周部及び外周部間の密閉性を保持しながら動力伝達装置を簡単に製造することができる。

本発明のローターの製造方法は、磁性体の内周部及び外周部からなり内部空間を外部から区画するための密閉壁に、磁路形成のための非磁性体を設けたローターの製造方法であって、前記内周部及び外周部の加工工程と、前記内周部及び外周部の外内周面を径方向に対向配置して前記外内周面間に非磁性の溶接材を周回状に充填形成して前記内外周部を結合する結合工程と、前記結合工程後に前記外内周面の幅方向端部側にカット面を形成する分離工程とを備え、前記結合工程は、前記溶接材の端部を既充填形成部分に重ね合わせて開始点を覆い未接合部を密閉する接合部を形成し、前記分離工程は、内外周部の対向する外内周面の幅方向で前記接合部を残すように前記溶接材を含めてカットするカット面を前記密閉壁に形成し、前記溶接材は、前記密閉壁が前記カット面を有しながら前記密閉壁の内外周部の対向する外内周面の幅内で端部が前記既充填形成部分に対し前記接合部を有した重ね合わせを維持する。

このため、別部材としての非磁性体を用いず、ローターの内外周部を非磁性の溶接材で結合し、内周部及び外周部間の密閉性を保持しながらローターを簡単に製造することができる。

電磁摩擦クラッチの断面図である。（実施例１） ローターの断面図である。（実施例１） 図２のIII矢視側面図である。（実施例１） 中間壁部の概略断面図である。（実施例１） 非磁性体の重なりを示す中間壁部の側面図である。（実施例１） ローターの製造方法を示す工程図である。（実施例１） 中間壁部の結合を示す断面模式図である。（実施例１） 溶接ビードの端部の重なりを示し、（ａ）は、カット前の断面模式図、（ｂ）は、カット後の断面模式図、（ｃ）は、比較例の断面模式図である。（実施例１） 溶接ワイヤーの融点を示すグラフである。（実施例１） 未接合部の発生を示す断面模式図である。（実施例１） ローターの断面図である。（実施例２） 非磁性体の重なりを示す中間壁部の側面図である。（実施例２） 非磁性体の重なりを示す断面図である。（実施例２） 非磁性体の重なりを示す中間壁部の側面図である。（実施例３） ローターの断面図である。（実施例４） 要部の拡大断面図である。（実施例４） ローターの断面図である。（実施例４）

密閉性を保持しながら簡単に製造することを可能とするという目的を、非磁性の溶接材の充填により実現した。

［動力伝達装置］
図１は、本発明の一実施例に係る動力伝達装置としての電磁摩擦クラッチの断面図である。

図１の電磁摩擦クラッチ１は、例えば四輪駆動車のリヤ側に配置され、終減速装置に備えられてプロペラシャフトに結合される。

そして、プロペラシャフトへ伝達されたトルクは、電磁摩擦クラッチ１を介して終減速装置に入力され、リヤ・デファレンシャル、アクスル・シャフトを介して後輪へ伝達される。

電磁摩擦クラッチ１は、クラッチ・ハウジング３及びローター５と、ハブ・シャフト７と、メイン・クラッチ９と、締結機構１１とを備えている。

クラッチ・ハウジング３は、一端に開口部１５が形成された外側回転部材であり、他端に結合部１７を備えている。クラッチ・ハウジング３の内周には、インナー・スプライン１９が形成され、インナー・スプライン１９の端部側でクラッチ・ハウジング３に受圧面２１が形成されている。

開口部１５には、クラッチ係合部２３が形成され、クラッチ・ハウジング３の一端外周部には、雄ねじ部２５が形成されている。この雄ねじ部２５に隣接して嵌合外周面２７が形成され、嵌合外周面２７の端部に突当部２９が形成されている。嵌合外周面２７には、オー・リング収容凹部３０形成されている。

なお、結合部１７には、オイル注入孔３１が形成され、カシメ・ボール３３が取り付けられている。

ローター５は、中間壁部３５と外周壁部３７と内周ボス部３９とからなる閉鎖部材であり、軸方向外部の電磁石４１による磁路を形成する。中間壁部３５には、前記磁路形成のための非磁性体４３が形成されている。

外周壁部３７の一端内周は、嵌合内周面４５となっている。嵌合内周面４５に隣接して雌ねじ部４７が形成されている。内周ボス部３９には、中間部にシール収容凹部４９が形成され、端部側に軸受支持部５１が形成されている。内周ボス部３９の当接面には、後述するスラスト・ワッシャと軸方向に対向する複数の放射溝５２が設けられている。

このローター５は、雌ねじ部４７がクラッチ・ハウジング３の雄ねじ部２５に螺合結合されている。嵌合内周面４５は、嵌合外周面２７に嵌合し、オー・リング収容凹部３０に収容されたオー・リング５３が嵌合内周面４５に密接している。

したがって、クラッチ・ハウジング３は、ローター５が備えられた外側回転部材を構成している。

ハブ・シャフト７は、外側回転部材の内周側に配置された内側回転部材であり、クラッチ・ハウジング３及びローター５の内周側に配置されている。このハブ・シャフト７は、中空に形成され、中間部に隔壁５５が設けられている。ハブ・シャフト７には、隔壁５５を挟んで、一側にスプライン５７が設けられ、 同他側には、インナー・スプライン５９が設けられている。

このハブ・シャフト７は、ベアリング６１によってクラッチ・ハウジング３に回転自在に支持され、ブッシュ６３によってローター５の内周ボス部３９に回転自在に支持されている。内周ボス部３９のシール収容凹部４９にＸリング６５が支持され、このＸリング６５は、ハブ・シャフト７の外周面に密接している。

このＸリング６５と前記オー・リング５３及びカシメ・ボール３３とは、ローター５を備えたクラッチ・ハウジング３とハブ・シャフト７との間の内部空間を外部から区画するシール部材を構成している。

メイン・クラッチ９は、クラッチ・ハウジング３とハブ・シャフト７との間の内部空間に介設された摩擦クラッチであり、アウター・プレートがクラッチ・ハウジング３のインナー・スプライン１９に係合し、インナー・プレートがハブ・シャフト７のスプライン５７に係合している。

締結機構１１は、メイン・クラッチ９をローター５とクラッチ・ハウジング３の受圧面２１との間で締結させるものである。この締結機構１１は、カム機構６７と押圧プレート６９とアーマチャ７１とパイロット・クラッチ７３とからなっている。

カム機構６７は、ボール・カムで構成され、カム・プレート７５の背面側がニードル
・ベアリング７７及びスラスト・ワッシャ７９を介してローター５側に当接している。

スラスト・ワッシャ７９と軸方向に対向するローター５の複数の放射溝５２は、ブッシュ６３と締結機構１１側の空間とを連通させ、オイルの流通が促がされる。

カム・プレート７５と押圧プレート６９との間には、カム機構６７のボール８１が介設されている。押圧プレート６９とスプライン５７端部のストッパー・リング８３との間には、リターン・スプリング８５が介設されている。

押圧プレート６９は、内周側がカム機構６７に連繋し、外周側がメイン・クラッチ９に対向している。押圧プレート６９は、ハブ・シャフト７側にスプライン係合してカム機構６７の働きによりメイン・クラッチ９に対し軸方向に押圧移動する。

軸方向に移動可能なアーマチャ７１は、パイロット・クラッチ７３を挟んでローター５の中間壁部３１に対向し電磁石３６の磁力によって引き付けられ、パイロット・クラッチ７１を中間壁部３５に対して締結するように移動する。

パイロット・クラッチ７３は、アーマチャ７１と中間壁部３５との間に介設され、アウター・プレートがクラッチ・ハウジング３のクラッチ係合部２３に係合し、インナー・プレートがカム・プレート７５にスプライン係合している。

電磁石４１は、クラッチ・ハウジング３、ローター５、及びハブ・シャフト７で囲まれた内部空間に対し、外部で前記ローター５に軸方向に対向するように配置されている。電磁石４１は、電流制御に応じた電磁力を発生するもので、ヨーク８７に固定されている。ヨーク８７は、ベアリング８９を介して、ローター５の軸受支持部５１を相対回転自在に支持している。ヨーク８７は、車体の固定側に回転不能に係合支持されている。電磁石４１は、車体側の電源及びコントローラに対してハーネス９１を介し電気的に接続されている。

なお、スラスト・ワッシャ７９は、その肉厚が複数設定、準備されており、ニードル・ベアリング７７、カム・プレート７５、ボール８１、押圧プレレート６９、メイン・クラッチ９が介在するクラッチ・ハウジング３の受圧面２１とローター5の内壁面との間に軸方向隙間がスラスト・ワッシャ７９の選定、組付けにより所定値に設定されている。
［トルク伝達］
電磁石４１への通電制御によって、ローター５、ヨーク８７、アーマチャ７１間で周回状の磁路が形成される。この磁路の形成によって、アーマチャ７１がローター５側へ引き付けられる。

アーマチャ７１は、周回状の磁路の形成により吸引され、パイロット・クラッチ７３がローター５に対して締結される。この締結によって、カム・プレート７５がクラッチ・ハウジング３側に回転方向に係合する。

一方、ハブ・シャフト７側にスプライン係合する押圧プレート６９は、カム・プレート７５に対して回転変位し、カム・ボール８１がカム面に乗り上げる。このカム・ボール８１の乗り上げによりカムが働き、ニードル・ベアリング７７及びスラスト・ワッシャ７９を介したローター５側に対する反力として推力を発生する。

この推力は押圧プレート６９に作用し、押圧プレート６９がリターン・スプリング８５に抗して移動し、メイン・クラッチ９を締結する。メイン・クラッチ９は、締結力に応じ、例えばクラッチ・ハウジング３からハブ・シャフト７へトルク伝達を行う。

電磁石４１への通電制御が解除されると、パイロット・クラッチ７３のインナー・プレート及びアウター・プレート間が滑り、カム機構６７が働かなくなる。このため、押圧プレート６９による押圧移動もなくなり、メイン・クラッチ９の締結が解除され、フリー状態となる。

リターン・スプリング８５は、その押圧力により押圧プレート６９を初期位置に付勢しているのでメイン・クラッチ９の各プレート間の隙間が保持され、ドラグ・トルクが生じるのを防止されている。
［ローター］
図２は、ローターの断面図、図３は、図２のIII矢視側面図、図４は、中間壁部の概略断面図、図５は、非磁性体の重なりを示す中間壁部の側面図である。

図４において、密閉壁である中間壁部３５の外内周面３５ａａ，３５ｂａの幅をＨ、外内周面３５ａａ，３５ｂａ間の径方向の間隔をＢ、ローター５の回転中心をＣとする。

図１〜図４のように、ローター５の中間壁部３５は、電磁摩擦クラッチ１の内部空間を外部から区画するための密閉壁となっている。このローター５は、図２〜図４のように、中間壁部３５で径方向に分離され、磁性体である中間壁部３５の内周部３５ａと外周部３５ｂとが溶接材（溶接ビード）で形成された非磁性体４３で結合されている。非磁性体４３は、前記外内周面３５ａａ，３５ｂａに融合し、密閉性を高めている。

ローター５は、磁性を有する低炭素鋼材により形成されている。一方、非磁性体４３である溶接材は、アーク溶接にて用いられるワイヤーが溶融した溶接ビードである。実施例のワイヤーは銅系材料であり、銅にアルミを混入させた材料や、シリコンを混入させた材料を用いている。これらの材料の溶融点は、低炭素鋼材＞純銅材料＞アルミ混入材料＞シリコン混入材料である。なお、銅系材料の他に、ステンレス系材料、アルミ系材料、その他の非磁性材も適用可能である。

図２〜図５のように、溶接ビードの非磁性体４３は、内外周部３５ａ，３５ｂの対向する外内周面３５ａａ，３５ｂａの幅Ｈ内、間隔Ｂ間で全体に亘って周回状に連続充填形成されている。溶接ビードの非磁性体４３は、幅Ｈ内、間隔Ｂ間で周方向の端部４３ａが既充填形成部分に対し後述のように重ね合わされている。

溶接材は、外内周面３５ａａ，３５ｂａ間に、ロータ−５の軸方向磁路長さ内の空間に、少なくとも一つのラップ部を持つ。すなわち、ワイヤーが溶融後にビード開始点Ｐで固化し、その上面に次のビードが周転Ｑまで重なり合いラップ部を形成する。ラップ部は、ビード開始点Ｐよりさらに外内周面３５ａａ，３５ｂａ間で、周方向にラップさせると、ビード開始点Ｐで生じやすい欠肉や断層が覆い尽くされ、密着性が確保される。
［ローターの製造方法］
図６は、ローターの製造方法を示す工程図、図７は、中間壁部の結合を示す断面模式図である。なお、図７では、図上上下方向が図４の回転中心Ｃ方向である。

図６のように、本実施例のローターの製造方法は、加工工程Ｓ１と結合工程Ｓ２と分離工程Ｓ３とを備えている。

加工工程Ｓ１は、切削加工等により磁性体の母材から内周部３５ｂ及び外周部３５ａを所定形状に切削加工する。

本実施例では、加工工程Ｓ１において、外周部３５ａ及び内周部３５ｂに、結合工程Ｓ２での外内周面３５ａａ，３５ｂａの対向配置を径方向の突き当てにより位置決める周回縁部３５ａｂ，３５ｂｂを設けている。この周回縁部３５ａｂ，３５ｂｂの突き当てにより外内周面３５ａａ，３５ｂａの間隔Ｂ（図４）を正確に配置決めることができる。

結合工程Ｓ２は、径方向に対向配置された外内周面３５ａａ，３５ｂａ間に非磁性の溶接ビード４３ａを周回状に連続充填形成して前記内外周部３５ａ，３５ｂを結合する。

前記結合工程Ｓ２は、前記非磁性体４３の端部４３ｂ（２週目）を既充填形成部分４３ｃ（１周目）に対し重ね合わせている。すなわち、溶接ビード４３ａの端部４３ｂを既充填形成部分４３ｃに対し周方向の１箇所で重ね合わせている。

分離工程Ｓ３は、前記結合工程Ｓ２後に、前記外内周面３５ａａ，３５ｂａの幅方向端部側を切削して周回縁部３５ａｂ，３５ｂｂを除去する。本実施例では、外内周面３５ａａ，３５ｂａの幅方向両端部側が、加工前形状３５ｃ，３５ｄに対しカット面３５ｅ，３５ｆによりカットされ、溶接ビード４３ａの端部４３ｂを中間壁部３５の表面と面一に形成している。

非磁性体４３は、外内周面３５ａａ，３５ｂａに溶融部４３ｄで融合している。

図８は、溶接ビードの端部の重なりを示し、（ａ）は、カット前の断面模式図、（ｂ）は、カット後の断面模式図、（ｃ）は、比較例の断面模式図である。なお、図８では、図上上下方向が図４の回転中心Ｃ方向である。

図８（ａ）のように、溶接ビード４３ａが周回状に連続充填形成され、端部４３ｂが既充填形成部分４３ｃに重ね合わされる。この重ね合わせにより、端部４３ｂが既充填形成部分４３ｃに接合部４３ｅにより接合される。この接合により、断層のために溶融しにくい未接合部４３ｆが生じても、この未接合部４３ｆを接合部４３ｅにより確実に密閉することができる。

図８（ｂ）のように、カット面３５ｅは、接合部４３ｅを残して形成され、未接合部４３ｆの接合部４３ｅによる密閉が維持される。

これに対し、図８（ｃ）の比較例では、溶接ビード４３ａの端部の重なりをカット面３５ｅにより除去したため、接合部が存在しなくなり、未接合部４３ｆがカット面３５ｅに露出して密閉ができなくなっている。

したがって、溶接ビード４３ａにより非磁性体４３を形成するときは、端部４３ｂを既充填形成部分４３ｃに重ね合わせ、カット面３５ｅにより加工する際にも、接合部４３ｅを残すことが肝要である。

図９は、溶接ワイヤーの融点を示すグラフである。

本実施例では、溶接ワイヤーとして非磁性の銅合金、例えばＣｕＡｌ８を用いている。ＣｕＡｌ８は、図９のようにローター５の母材の炭素鋼に融点が近くなり、溶接により図７の微細な層厚の溶融部４３ｄが形成され易く、外内周面３５ａａ，３５ｂａの境界部における密閉性を高めることができる。

図１０は、未接合部の発生を示す断面模式図である。

本発明実施例では、非磁性体４３をアーク溶接の電流値及び溶接速度の設定により形成する。電流値及び溶接速度の設定が範囲を超えていると、図１０のように未接合部４３ｇを生じ、密閉性の低下を招く。このため、アーク溶接の電流値及び溶接速度は、未接合部４３ｇを生じないように設定することが肝要である。

外内周面３５ａａ，３５ｂａ間に溶融する溶接材の形成条件は、電圧（V）、ワイヤーの送給量（m/min）、電流（A）、溶接速度（mm/min）、溶接時間（周回数）、溶接トーチ位置などで設定できる。

アーク溶接機を用いる場合、電圧（V）、ワイヤーの送給量（m/min）については、ワイヤーの線種や線径の選択で、自動制御される。トーチ位置は、垂直方向（ロータの回転軸方向）などのワーク形状を考慮して、所定方向に固定される。溶接時間は、外内周面３５ａａ，３５ｂａ間の環状経路を溶接材すなわち溶接ビード４３ａが所定角度周回する時間である。よって、溶接ビード４３ａの外内周面３５ａａ，３５ｂａ間の幅方向長さ（溶接高さ＝溶接ビード高さ）は、電流（A）、溶接速度（mm/min）で決定される。

アーク溶接機は、公知のMIG溶接機、或いはTIG溶接機を用いることができる。

溶接材の溶融盛り量に関して、電流（A）と溶融盛り量とは比例関係をなし、溶接速度（mm/min）と溶融盛り量とは反比例関係をなす。

溶接材の溶融開始端部と溶融終了端部の形成条件については、特別に気遣って設定することはない。しかし、上述した形成条件を連続的、或いは段階的に設定調節すれば、外内周面３５ａａ，３５ｂａと溶接材との密着性をさらに向上させることや、溶接材の周方向端部の欠肉，断層部をより縮小させることも可能である。

溶接材と外内周面３５ａａ，３５ｂａとの間の境界部に形成される融合組織は、低炭素鋼材のロータにおける鉄（Fe）成分と、銅系材などの溶接材の銅（Cu）成分とによる微細な厚さの合金層である。

外内周面３５ａａ，３５ｂａの間隔Ｂと、外内周面３５ａａ，３５ｂａの幅Ｈ方向長さ（溶接高さ）については以下のとおりである。

第1に「間隔Ｂ」については、2ｍｍ以上4ｍｍ以下に設定する。その理由は、2ｍｍ未満であると、磁性体である内周部３５ａと外周部３５ｂとの間で磁力線の短絡を生じる。また、外内周面３５ａａ，３５ｂａ間に溶接ワイヤーの配置スペースが確保できず、欠肉や断層が溶接材の周方向端部以外でも生じる。

一方、4ｍｍを超過すると、ロータ−５自体の大きさが大型化し、溶接材の使用量が嵩むことになる。また、溶接ワイヤーから外内周面３５ａａ，３５ｂａまでの間隔が大きすぎて、逆に放電機能が不安定となり、欠肉や断層が溶接材の周方向端部以外でも生じる。

なお、より好ましい「間隔Ｂ」としては、3ｍｍ程度である。

第2に、「幅Ｈ方向長さ（溶接高さ）」については、3ｍｍ以上7ｍｍ以下に設定する。その理由は、3ｍｍ未満であると、外内周面３５ａａ，３５ｂａと溶接材との接合強度が得られず、外力による不可逆性の変形を生じる。また、少なくとも周方向の端部を2層構造にするための溶接材のラップ代が確保できない。一方、7ｍｍを超過すると、ロータ−５自体の大きさが大型化し、溶接材の使用量が嵩むことになる。溶接ワイヤーが外内周面３５ａａ，３５ｂａに沿って深く入り込む必要があり、放電機能が不安定となり、欠肉や断層が溶接材の周方向端部以外でも生じることになる。なお、より好ましい「幅方向長さ（溶接高さ）」としては、3.5ｍｍ〜6ｍｍ程度である。
［実施例１の効果］
本願発明実施例のローター５は、磁性体の内周部３５ａ及び外周部３５ｂからなり内部空間を外部から区画するための中間壁部３５に、磁路形成のための非磁性体４３を設けたローター５であって、非磁性体４３は、内外周部３５ａ，３５ｂ間に周回状に連続充填形成され内外周部３５ａ，３５ｂを結合する非磁性の溶接ビード４３ａで形成され、溶接ビード４３ａは、端部４３ｂが既充填形成部分４３ｃに対し重ね合わされている。

このため、別部材としての非磁性体を必要とせず、内外周部３５ａ，３５ｂを非磁性の溶接ビード４３ａで結合し、内周部３５ｂ及び外周部３５ａ間の密閉性を保持しながらローター５を簡単に製造することができる。

すなわち、溶接材を内外周部３５ａ，３５ｂ間に溶融させ溶接ビード４３ａを連続形成させることで、非磁性体４３を固体部材として別に設けて接合する必要がなく、煩雑な部品点数の管理，加工による製造工数を削減できる。

また、溶接材を内外周部３５ａ，３５ｂ間で周方向に溶融して連続形成するので、ロータ−５の形成工程と形成時間が削減できる。

従来構造は、磁性体と非磁性体とを内外周端部で2箇所溶接しており、溶接部が必然的に幅広になり、磁束ループを形成する磁性体部分の磁路断面積を低下させていた。これに対し、本願発明実施例の構造は、内外周部３５ａ，３５ｂ間を溶接材で接合するので、内外周部３５ａ，３５ｂ間で広く接合され、磁性体４３部分の磁路断面積の低下を抑制することができる。

溶接材の周方向端部を2層構造とすることで、周方向端部の欠肉，断層がラップされ、ロータ−５の磁性体部分と非磁性体４３部分、及び非磁性体４３部分自体の密着性を確保し、ロータ−５の密封性が確実に得られる。

溶接ビード４３ａは、中間壁部３５の内外周部３５ａ，３５ｂの対向する外内周面３５ａａ，３５ｂａの幅Ｈ内で端部４３ｂが既充填形成部分４３ｃに対し重ね合わされている。

外内周面３５ａａ，３５ｂａの幅Ｈ内で、溶接材の接合開始端と接合終了端部とを2層構造にラップさせることで、ロータ−５を大型化せずにロータ−５の磁性体部分と非磁性体４３部分、及び非磁性体４３部分自体の密着性を確実に確保することができる。

溶接ビード４３ａは、外内周面３５ａａ，３５ｂａの幅Ｈ内全体に亘って連続充填形成されている。

このため、磁性体部分と非磁性体４３部分との密封性を十分に得ることができる。

溶接ビード４３ａは、外内周面３５ａａ，３５ｂａに融合している。

磁性体部分と非磁性体４３部分との境界部の融合組織は、磁性体部分と非磁性体４３部分との密封性と接合強度を向上させることができる。

本発明実施例の電磁摩擦クラッチ１は、ローター５が備えられたクラッチ・ハウジング３と、クラッチ・ハウジング３の内周側に配置されたハブ・シャフト７と、クラッチ・ハウジング３とハブ・シャフト７との間の内部空間を外部から区画するＸリング６５、オー・リング５３、及びカシメ・ボール３３と、内部空間でクラッチ・ハウジング３とハブ・シャフト７との間に介設されたメイン・クラッチ９と、外部でローター５に対向するように配置され固定側に支持された電磁石４１と、空間部内でローター５に対向するように配置され電磁石４１が励磁されたときにローター５の非磁性体４３を介した磁路形成により吸引されメイン・クラッチ９締結の起因となるアーマチャ７１とを備えた。

このため、別部材としての非磁性体を必要とせず、ローター５の内外周部を非磁性の溶接ビード４３ａで結合し、内周部３５ａ及び外周部３５ｂ間の密閉性を保持しながら電磁摩擦クラッチ１を簡単に製造することができる。

内外周部３５ａ，３５ｂ間に溶接材を周方向に溶融形成させるので、外内周面３５ａａ，３５ｂａ間で広く接合され、磁性体部分の磁路断面積の低下を抑制することができる。

溶接材の溶融終了端部が溶融開始端部を超えて2層に溶融させることで、周方向端部の欠肉，断層部がラップによりカバーされ、ロータ−５の磁性体部分と非磁性体４３部分、及び非磁性体４３部分自体の密着性を確保し、ロータ−５の密封性を確実に得ることができる。

本発明実施例のローター５の製造方法は、磁性を有する内周部３５ａ及び外周部３５ｂからなり内部空間を外部から区画するための中間壁部３５に、磁路形成のための非磁性体４３を設けたローター５の製造方法であって、内周部３５ａ及び外周部３５ｂの加工工程Ｓ１と、内周部３５ａ及び外周部３５ｂの外内周面３５ａａ，３５ｂａを径方向に対向配置して外内周面３５ａａ，３５ｂａ間に非磁性の溶接ビード４３ａを周回状に連続充填形成して内外周部３５ａ，３５ｂを結合する結合工程Ｓ２とを備え、結合工程Ｓ２は、溶接ビード４３ａの端部４３ｂを既充填形成部分４３ｃに重ね合わせた。

このため、別部材としての非磁性体を用いず、ローター５の内外周部３５ａ，３５ｂを非磁性の溶接ビード４３ａで結合し、内周部３５ａ及び外周部３５ｂ間の密閉性を保持しながらローター５を簡単に製造することができる。

すなわち、溶接材を内外周部３５ａ，３５ｂ間に周方向に溶融させることで、非磁性体４３部分を非磁性の固体部材として別に設けて接合する必要がなく、ロータ−５の形成工程と形成時間を短縮することができ、ロータ−５の製造工数を削減できる。

結合工程Ｓ２は、溶接材の端部４３ｂを既充填形成部分４３ｃに対し周方向の１箇所で重ね合わせた。

このため、周回状に溶融される溶接材の途中の欠肉，断層が生じるのを防止することができる。

結合工程Ｓ２は、溶接材をアーク溶接の電流値及び溶接速度の設定により形成する。

このため、外内周面３５ａａ，３５ｂａ間の限られた幅Ｈの範囲内で、溶接材を確実に2層に溶融させることができる。

加工工程Ｓ１では、内周部３５ａ及び外周部３５ｂに結合工程Ｓ２での外内周面３５ａａ，３５ｂａの対向配置を径方向の突き当てにより位置決める周回縁部３５ａｂ，３５ｂｂを設け、結合工程Ｓ２後に、外内周面３５ａａ，３５ｂａの幅方向端部側を切削して周回縁部３５ａｂ，３５ｂｂを除去する分離工程Ｓ３を備えた。

この切削する分離工程Ｓ３により、外内周面３５ａａ，３５ｂａの幅方向厚さを整え、ロータ−５の回転方向のアンバランスを抑制することができる。また、外内周面３５ａａ，３５ｂａの端部における溶融接合端部の縁ダレを切除し、磁路断面積の低下を抑制することができる。

図１１〜図１３は、本発明の実施例２に係り、図１１は、ローターの断面図、図１２は、非磁性体の重なりを示す中間壁部の側面図、図１３は、非磁性体の重なりを示す断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり，同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＡを付し、重複した説明は省略する。

図１１〜図１３のように、本実施例のローター５Ａは、溶接ビード４３ａＡのほぼ全体が周回状に重ね合わされ、２層をなしている。

本実施例でも切削加工によりカット面３５ｅＡ，３５ｆＡでカットされ、３層に重ねられた端部４３ｂＡもカットにより２層となる。

したがって、本実施例でも実施例１と同様な作用効果を奏するほか、溶接材は、全体が周回状に重ね合わされて溶接ビード４３ａＡのほぼ全体が２層をなすことにより、密閉性の信頼性を向上させることができる。

図１４は、本発明の実施例３に係り、非磁性体の重なりを示す中間壁部の側面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり，同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＢを付し、重複した説明は省略する。

図１４のように、本実施例のローターの中間壁部３５Ｂは、一対の溶接ビード４３ａＢａ，４３ａＢｂの端部４３ｂＢａ，４３ｂＢｂが既充填形成部分４３ｃＢａ，４３ｃＢｂに対して重ね合わされている。

この実施例の結合工程Ｓ２は、溶接ビード４３ａＢａ，４３ａＢｂを周方向複数個所で同時に形成し、各溶接ビード４３ａＢａ，４３ａＢｂの端部４３ｂＢａ，４３ｂＢｂを既充填形成された他の溶接ビード４３ａＢｂ，４３ａＢａに重ね合わせた。

この場合、１８０°位相をずらせて配置した溶接トーチを用い、同時に周方向へ１８０°を超えて走査し、端部４３ｂＢａ，４３ｂＢｂを重ね合わせる。重ね合わせ箇所は１８０度配置の２か所となる。

なお、溶接トーチを用い、同時に周方向へ３６０°を超えて走査し、溶接ビード４３ａＢａ，４３ａＢｂの全体が周回状に重ね合わされる構成にすることもできる。

したがって、本実施例でも、実施例１と同様な作用効果を奏することができるほか、溶接トーチの走査時間を短縮することができ、作業効率を向上させることができる。

すなわち、溶接材を、位相をずらした複数の円弧状にして同時に溶融させることで、ロータ−５の形成工程と形成時間を短縮することができる。

図１５，図１６，図１７は、本発明の実施例４に係り、図１５は、ローターの断面図、図１６は、要部の拡大断面図、図１７は、ローターの断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり，同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＣを付し、重複した説明は省略する。

図１５、図１６のように、本実施例のローター５Ｃは、分離工程Ｓ３での分離をカット面によらず、カッターによる周回状のカット溝３５ｆＣの形成により行い、周回縁部３５ａｂＣ，３５ｂｂＣを除去している。カット溝３５ｆＣの径方向の幅は、外内周面３５ａａ，３５ｂａ間の径方向の間隔Ｂに等しくなっている。

但し、カット溝３５ｆＣの径方向の幅は、図１７のように、間隔Ｂよりも狭いＢ１で形成することもできる。

したがって、本実施例でも、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。
［その他］
本願発明の動力伝達装置については、上記電磁摩擦クラッチ１以外にも適用可能であり、例えば、特開2001-213186号に記載のカップリング装置などにも適用でき、その他の機構を用いた動力伝達装置にも適用することができる。

ローターの製造方法においては、一部材の第1の磁性部分と第2の磁性部分に、内外周面を備えた凹部を形成し、その凹部に溶接材を溶融させた後、凹部の底面を切削加工し、第1の磁性部分と第2の磁性部分を分離させることができる。この一部材の製造によれば、製造工程をより簡易化できると共に、溶接による変形を防止し易い。また、それぞれ異なる部材の第1の磁性部分と第2の磁性部分を直接または治具を介して組合せ、内外周面を対向させて溶接材を溶融形成することもできる。これらのそれぞれ異なる部材としての第１の磁性部分と第２の磁性部分との組み合わせにおいては、凹部の底面を第１、第２の磁性部分のいずれかの延長部で形成し、底面を内径側又は外形側に延長して第１、第２の磁性部材間にインロー係合するセンタリング機能を持たせると、本願発明の溶接接合をより高い精度で行わせることができる。

１ 電磁摩擦クラッチ（動力伝達装置）
３ クラッチ・ハウジング（外側回転部材）
５ ローター
７ ハブ・シャフト（内側回転部材）
９ メイン・クラッチ（多板クラッチ）
３３ カシメ・ボール（シール部材）
３５ａ 内周部
３５ａａ 内周面
３５ｂ 外周部
３５ｂａ 外周面
４１ 電磁石
４３ 非磁性体
４３ａ 溶接ビード
４３ｂ 端部
４３ｃ 既充填形成部分
５３ オー・リング（シール部材）
６５ Ｘリング（シール部材）
７１ アーマチャ
Ｓ１ 加工工程
Ｓ２ 結合工程
Ｓ３ 分離工程
Ｂ 外内周面の径方向の間隔
Ｈ 外内周面の幅

Claims (11)

1. 磁性体の内周部及び外周部からなり内部空間を外部から区画するための密閉壁に、磁路形成のための非磁性体を設けたローターであって、
   前記非磁性体は、前記内外周部間に周回状に充填形成され前記内外周部を結合する非磁性の溶接材で形成され、
   前記溶接材は、端部が既充填形成部分に重ね合わされて開始点を覆い未接合部を密閉する接合部を有し、
   前記密閉壁は、内外周部の対向する外内周面の幅方向で前記接合部を残すように前記溶接材を含めてカットしたカット面を有し、
   前記溶接材は、前記密閉壁が前記カット面を有しながら前記密閉壁の内外周部の対向する外内周面の幅内で端部が前記既充填形成部分に対し前記接合部を有して重ね合わされている、
   ことを特徴とするローター。
2. 請求項1記載のローターであって、
   前記溶接材は、全体が周回状に重ね合わされている、
   ことを特徴とするローター。
3. 請求項1又は２に記載のローターであって、
   前記溶接材は、前記外内周面の幅内全体に亘って連続充填形成されている、
   ことを特徴とするローター。
4. 請求項1〜３の何れかに記載のローターであって、
   前記溶接材は、前記外内周面に融合している、
   ことを特徴とするローター。
5. 請求項1〜４の何れかに記載のローターを用いた動力伝達装置であって、
   前記ローターが備えられた外側回転部材と、
   前記外側回転部材の内周側に配置された内側回転部材と、
   前記外側回転部材と前記内側回転部材との間の内部空間を外部から区画するシール部材と、
   前記内部空間で前記外側回転部材と前記内側回転部材との間に介設された摩擦クラッチと、
   前記外部で前記ローターに対向するように配置され固定側に支持された電磁石と、
   前記空間部内で前記ローターに対向するように配置され前記電磁石が励磁されたときに前記ローターの非磁性体を周回した磁路形成により吸引され前記摩擦クラッチ締結の起因となるアーマチャと、
   を備えたことを特徴とする動力伝達装置。
6. 磁性体の内周部及び外周部からなり内部空間を外部から区画するための密閉壁に、磁路形成のための非磁性体を設けたローターの製造方法であって、
   前記内周部及び外周部の加工工程と、
   前記内周部及び外周部の外内周面を径方向に対向配置して前記外内周面間に非磁性の溶接材を周回状に充填形成して前記内外周部を結合する結合工程と、
   前記結合工程後に前記外内周面の幅方向端部側にカット面を形成する分離工程とを備え、
   前記結合工程は、前記溶接材の端部を既充填形成部分に重ね合わせて開始点を覆い未接合部を密閉する接合部を形成し、
   前記分離工程は、内外周部の対向する外内周面の幅方向で前記接合部を残すように前記溶接材を含めてカットするカット面を前記密閉壁に形成し、前記溶接材は、前記密閉壁が前記カット面を有しながら前記密閉壁の内外周部の対向する外内周面の幅内で端部が前記既充填形成部分に対し前記接合部を有した重ね合わせを維持する、
   ことを特徴とするローターの製造方法。
7. 請求項６記載のローターの製造方法であって、
   前記結合工程は、前記溶接材を周回状に重ね合わせた、
   ことを特徴とするローターの製造方法。
8. 請求項６記載のローターの製造方法であって、
   前記結合工程は、前記溶接材の端部を既充填形成部分に対し周方向の１箇所で重ね合わせた、
   ことを特徴とするローターの製造方法。
9. 請求項６記載のローターの製造方法であって、
   前記結合工程は、前記溶接材を周方向複数個所で同時に形成し、各溶接材の端部を既充填形成された他の溶接材に重ね合わせた、
   ことを特徴とするローターの製造方法。
10. 請求項６〜９の何れかに記載のローターの製造方法であって、
    前記加工工程は、前記内周部及び外周部に前記結合工程での外内周面の対向配置を径方向の突き当てにより位置決める周回縁部を前記内周部及び外周部に一体に設け、
    前記結合工程後に、前記外内周面の幅方向端部側を切削して前記周回縁部を除去する分離工程を備えた、
    ことを特徴とするローターの製造方法。
11. 請求項６〜１０の何れかに記載のローターの製造方法であって、
    前記結合工程は、前記溶接材をアーク溶接の電流値及び溶接速度の設定により形成する、
    ことを特徴とするローターの製造方法。

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