JPH06300056A - 電磁継手用ロータ - Google Patents
電磁継手用ロータInfo
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- JPH06300056A JPH06300056A JP6056855A JP5685594A JPH06300056A JP H06300056 A JPH06300056 A JP H06300056A JP 6056855 A JP6056855 A JP 6056855A JP 5685594 A JP5685594 A JP 5685594A JP H06300056 A JPH06300056 A JP H06300056A
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- disc
- rotor
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- hub
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
- F16D27/10—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
- F16D27/108—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
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
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-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
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Abstract
架部分を強化して電磁クラッチの高トルク能力は保持し
ながら、ロータの早過ぎる損傷を防ぐことにある。 【構成】 6極電磁クラッチ10のロータ35に設けた
円板40に、円周方向に延びかつ半径方向に互いに間隔
を置いた2列の円周方向に互いに間隔を置いたみぞ穴5
4を設ける。各列内の互いに隣接するみぞ穴間に、円周
方向に延びる短い橋架部分55を設ける。各橋架部分
を、高い負荷条件及び重い摩耗条件のもとで損傷しない
ように強化するために、ステンレス鋼製の補強用の環5
8を、外側の磁極環41と円板40とにろう付けして、
これ等両者間にトルクを伝える。すなわち円板の外周縁
部を外側の磁極環から半径方向に内方に間隔を置き2列
のみぞ穴と協働して、ロータが6極電磁クラッチ内で機
能する所要の磁気特性を持つことのできる環状のエアギ
ャップを生じさせる。
Description
ブレーキのような電磁継手用ロータに関する。本発明の
ロータと同様な形式のロータは、ブース(Booth)
等による米国特許第5,036,964号とブラウン
(Brown)等による米国特許第5,125,255
号との各明細書に記載してある。ブース等の特許明細書
は又、このようなロータを使う別の構造の電磁クラッチ
について記載してある。
料で作られ、典型的には、内部ハブと、このハブに一体
に形成されこのハブから半径方向外方に突出する軸線方
向に向いた円板と、この円板の外周辺の外側極環又は外
側フランジとを備えている。この外側フランジは、ロー
タを駆動するベルトと協働するプーリを形成し又は支持
する。ブース等の特許明細書に記載してあるロータで
は、外側フランジは円板の外周辺にろう付け、溶接又は
その他の方法で固定してあるが、ブラウン等の特許明細
書に記載してあるロータでは外側フランジは円板の外周
辺に一体に形成してある。
ラッチは、このクラッチが半径方向寸法は比較的小さく
ても比較的高いトルクを生ずることのできる6極クラッ
チである。ブラウン等の特許明細書に記載してあるロー
タも又6極クラッチに使用する。典型的には、6極クラ
ッチ用ロータは、円周方向に延び半径方向に互いに間隔
を置いた3列の円周方向に互いに間隔を置いたみぞ穴を
このロータの円板を貫いて形成することにより作る。各
列の各みぞ穴間には比較的狭い連結橋架部分を設ける。
各みぞ穴は円板に高い磁気抵抗を持つエアギャップを形
成する。そしてロータが半径方向に互いに間隔を置いた
エアギャップ環を備えるときは、このロータは所要の磁
気特性を持ちこのクラッチを高トルク6極クラッチにす
る。
方向に互いに間隔を置いたみぞ穴を持つローラは、クラ
ッチの多くの用途で適当に機能する。しかしクラッチを
大直径のエンジン冷却ファンを駆動するのに使う場合の
ような若干の高慣性の用途では、ロータは高い曲げ力を
受け摩耗が著しい。このような条件のもとでは、各みぞ
穴間の比較的弱い橋架部分はせん断してロータの損傷を
生じやすい。
なロータの円板のみぞ穴間の橋架部分を強化して電磁ク
ラッチの高トルク能力は保持しながら、ロータの早過ぎ
る損傷を防ぐようにしてロータを補強することにある。
い材料から成る補強環をロータ円板の非作用面にろう付
け又はその他の方法で固定し、橋架部分を強め橋架部分
のせん断又は湾曲の傾向を減らすようにすることによつ
て前記の目的を達成することにある。補強環をロータ円
板に確実にろう付けするのに十分な面積が得られるよう
に、半径方向に互いに間隔を置いた2列だけのみぞ穴を
円板に形成することにより利用できるろう付け区域を増
す。しかもロータは、ロータの外側フランジを補強環に
連結し円板の外周辺を外側フランジから半径方向に間隔
を置いて6極クラッチに必要な第3の環状エアギャップ
を設けるようにすることにより6極クラッチに使う状態
に保持される。
的に打抜きされこの打抜きの際に環自体に二次的機械加
工作業を行うことを必要としないでロータの非作用面に
合致するように構成した補強環を使用する。
は以下添付図面について詳細に説明する。
この場合電磁クラッチに形成した電磁クラッチ10につ
いて図面に示してある。例示した電磁クラッチ10は、
内燃機関の大きい(たとえば直径3ft)の冷却ファン
(図示してない)を駆動するのに使う。この冷却ファン
は、クラッチの出力部材を構成するハブ11に支えられ
ている。ハブ11は、中央のスリーブ13に支えた軸受
12により回転するように取付ける。ねじ14は、スリ
ーブを貫いて延びクラッチ10をエンジンの固定部品1
5に締付ける。
転しハブ11に対し軸線方向に動くように連結してあ
る。アーマチュア17はAISI 1010鋼のような
磁気抵抗の低い材料で作った扁平な円板により形成して
ある。角度的に互いに間隔を置いた3個のばね18(1
個だけ図示してある)は、ハブ11及びアーマチュア1
7の間に連結してある。各ばね18の一端部はリベット
19によりハブ11に止めてある。各ばね18の他端部
はリベット20によりアーマチュア17に止めてある。
よく知られているようにばね18は、アーマチュア17
及びハブ11を一緒に回転するように結合すると共に、
アーマチュア17をハブ11に対し近づき又遠ざかる向
きに軸線方向に動くように支える。
方向に互いに間隔を置いた2列の円周方向に互いに間隔
を置いたみぞ穴21(図3)はアーマチュア17を貫い
て形成してある。みぞ穴付きアーマチュアをなお詳しく
述べるのに前記したブース等の特許明細書を参照する。
形の半径方向断面を持ち、内側の極環24及び外側の極
環25を持つ環状の磁石鉄心23により一部を形成した
電磁石を備えている。各極環の後端部に一体に形成さ
れ、その間に半径方向に延びる橋架部分(bridg
e)26を設けてある。多重巻きの巻線28は、内側の
極環24の外側に固定したU字形みぞ30内に固定して
ある。磁石鉄心23は、ピン32によりエンジン部品1
5に対して回転しないように保持してある。
すなわちロータ(rotor)35は、スペーサ37に
より軸受12から隔離した軸受36によりスリーブ13
に支えてある。ロータ35は、軸受36の外レースに固
定した環状のハブ部材39により形成した内側の磁極片
と、ハブ11の前端部に一体に形成されこの前端部から
半径方向に突出する円板40と、円板40の外周辺に隣
接して位置させた外側の磁極片41とを備えている。ロ
ータのハブ、円板及び外側の磁極片は、磁気特性の低い
材料から作られアーマチュア17と同じ種類の鋼で作っ
てある。製造工程中に、凹入半径部43(図5)は通常
ハブ39と円板40の後面すなわち非作用面の内端縁と
の接合部に形成してある。
ぞは、ロータ35の外側の磁極片41のまわりに円周方
向に延び駆動用多条Vベルト45(図3)の内側の補形
的リブにはまりあう。さらに別個のプーリ(48)は、
外側の磁極片41の前端部分に固定され普通のVベルト
47により駆動するようにしてある。
18はアーマチュア17をロータ35の円板40の前面
すなわち作用面から軸線方向に間隔を隔てた状態に保持
し、アーマチュア17及びロータ35の円板40の間に
狭い軸線方向のエアギャップ50(図3ないし5)を仕
切るようにする。これ等の状態のもとでは、電磁クラッ
チ10は係合がはずれ、ロータはベルト45又はベルト
47により駆動するときにアーマチュア17及びファン
ハブ12にトルクを伝えないでアーマチュア17に対し
回転する。
3(図3ないし5)により示した径路を通りアーマチュ
ア17及び円板40間の軸線方向エアギャップ50を横
切って前後にジグザグに進む。磁束はアーマチュア17
を円板40に磁力により引付け、これ等両者は機械的に
摩擦を介して互いに結合されハブ11をロータ35と一
緒に回転させることにより冷却ファンを駆動する。磁束
をエアギャップを横切りジグザグに進ませるように、円
板40に円周方向に延び半径方向に互いに間隔を置いた
複数列の円周方向に互いに間隔を置いたみぞ穴54(図
2)を形成してある。各列のみぞ穴54は円周方向に互
いに間隔を置いた橋架部分55により相互に隔離してあ
る。
却ファンのような出力部材を駆動しているときは、ロー
タ35は、クラッチの係合時に比較的高い慣性の負荷を
受け、これに打勝たなければならない。さらにロータは
定常状態の作動中に脈動力を受ける。高い負荷及び摩耗
によつて、円板40の各みぞ穴54間の比較的弱い橋架
部分55はせん断で破損しやすい。
破損しないように強化され、しかもこれと同時にロータ
35は、電磁クラッチ10を半径方向に比較的簡潔なパ
ッケージになるようにできると共に比較的高トルクの6
極クラッチとして作動させることができる。本発明の実
施に当たっては、高い磁気抵抗を持つ材料で作った補強
用の環58を円板40の後面すなわち非作用面に又ロー
タの外側の磁極片41にそれぞれ固定する。後述のよう
に環58は、円板40の橋架部分55を強化し、電磁ク
ラッチ10を円板40の半径方向に互いに間隔を置いた
2列のみぞ穴54だけで6極クラッチとして作動させ
る。
レス鋼で作ってあるが、この環は高い磁気抵抗を持つ他
の構造的に強い材料から作ってもよい。環58は、円板
40の非作用面に固定され、円板40の外周部分と共に
ロータ35の外側の磁極片41の環状ポケット内に受入
れる。このポケットは、磁極片41の軸線方向に向いた
壁60(図4)により又半径方向内方に向いた壁61に
より仕切ってある。壁61は、壁60の外端縁から軸線
方向に突出し軸線方向に向いた環状端部63を持つ環状
フランジ62の内面により形成してある。
周辺部分は、壁60から軸線方向に間隔を置いて円板非
作用面と、壁61から半径方向内方に間隔を隔て壁61
から狭い環状のエアギャップ66により隔離された円板
外周辺部65とを持つポケット内に位置させてある。補
強用の環58は、円板40の非作用面と、軸線方向に向
いた壁60との間に挟まれ、ハブ39から半径方向内方
に向いた壁61まで非作用面に沿って半径方向に延び
る。すなわち環58の内縁部はハブ39を囲んでこれに
接触するが、環58外縁部は半径方向に内向きの壁61
に密接に隣接する。ろう付け接合部68は環58の外縁
部を半径方向に内向きの壁61に固定する。付加的ろう
付け接合部69は環58の外周辺部分の後面を軸線方向
に向いた壁60に固定する。従って環58は,ロータの
外側の磁極片と共に回転するように連結される。環58
の内縁部は、ろう付け接合部70(図5)によりハブ3
9に固定してある。
互いに間隔を置いた2列だけの円周方向に互いに置いた
みぞ穴54を形成してある。これは6極クラッチのロー
タに3列のみぞ穴を形成する従来の構造とは異なってい
る。円板に2列のみぞ穴54だけしか形成してないか
ら、これ等の列は半径方向でハブ39からさらに外方に
位置しハブと、内側列のみぞ穴との間と、2列のみぞ穴
間と、外側列のみぞ穴と円板の外縁部との間とに比較的
大きい表面積を残す。このような大きい表面積は、円板
40の非作用面と補強用の環58の対向面との間に強い
ろう付け接合部73(図4及び5)を生ずる区域として
使う。同じ直径の円板に、たとえば前記したブラウン等
の特許明細書に記載してあるように3列のみぞ穴を形成
してあると、環58を円板にろう付けするのに利用でき
る表面積は、円板に加わるトルク及び曲げ荷重を支える
のに十分な強いろう付け接合部を生ずるには十分ではな
い。
従来の経済的打抜き法によりステンレス鋼シートから打
抜く。このような処理中に環58の一方の側の内周縁及
び外周縁は、シートから環を打抜く際に生ずるいわゆる
ダイロール(dieroll)又はせん断によって図5
に示すように固有の凹入半径部75となる。ダイロール
は、環58の内周辺の凸状半径部75がハブ39及び円
板40の接合部における凹入半径部43に一致するのが
有利である。互いに一致する2つの半径部によって、補
強用の環58は、極めて強いろう付け接合部73を生ず
ることができるように円板の非作用面に対し密接に互い
に向き合った関係になる。
ときは、環状のまくれ(burr)77(図4及び5)
が、凸状半径部75を持つ側とは反対の環側部の環の内
外の周辺部に形成されかつ、これ等周辺部から軸線方向
に突出する。環58を打抜き品として、研削作業等によ
り外側のまくれを除くことを必要としないで使うことが
できるように、環状みぞ79(図4)を環受入れポケッ
トの壁60,61の接合部に形成する。この環をポケッ
トに入れると、みぞ79は図4に示すように外側のまく
れ77を受入れこの環の後面を壁60に平らに向き合っ
た係合状態に位置させる。内側まくれ77は単にハブ3
9に隣接して後方に突出する。
(図3)に沿って通る磁束を生じアーマチュア17を引
付けてロータ35に係合させることにより、クラッチ1
0を係合させる。具体的に述べると磁束は、磁石鉄心2
3の内側極環37からロータ35の内側の磁極片すなわ
ちハブ39に延びる径路を通る。ロータ円板の内側列の
みぞ穴54により磁束をアーマチュア17と円板40と
の間の軸線方向のエアギャップ50を介しアーマチュア
17を横切らせる。アーマチュア17の内側列のみぞ穴
21により磁束をエアギャップ50を逆向きに横切って
円板40に進ませ、次いで円板40の外側列の各みぞ穴
54により磁束をエアギャップ50を横切って逆向きに
進ませる。次いでアーマチュア17の外側列のみぞ穴2
1により磁束をエアギャップ50を横切ってふたたび逆
向きに円板40に進ませる。円板40の外周辺部65
と、半径方向内向きの壁61との間の環状エアギャップ
66に出会うと、ふたたび磁束を軸線方向のエアギャッ
プ50を横切ってアーマチュア17に進ませる。最後に
磁束はエアギャップ50を横切って逆向きに外側の磁極
片41のフランジ62に進み、次いで磁束は磁石鉄心2
3の外側の極環25に次いでその内側の極環24に橋架
部分26を介して進むことにより径路を完了する。従っ
て、磁束は軸線方向のエアギャップ50を6回横切り電
磁クラッチ10を6極クラッチにする。このことは、円
板40に半径方向に互いに間隔を置いた2列だけのみぞ
穴54を形成し、円板40の外周辺部65と外側の磁極
片41の内向きの壁60との間に環状のエアギャップ6
6を設け、補強用の環58を使いトルクを磁極片41か
ら円板40にトルクを伝えるようにすることによって、
得られる。前記したように円板40に2列のみぞ穴54
だけしか設けないことにより円板40に、円板40と補
強用の環58との間に強いろう付け接合部73を設ける
のに十分な表面積が残る。
各みぞ穴54環の橋架部分55に強度を加えて、橋架部
分55は、電磁クラッチ10を係合させ比較的高い慣性
の負荷を受けるときと、円板40が摩耗により軸線方向
厚さが減るときとに損傷しにくくなる。打抜き中に環5
8の前部側に固有に形成した凸状半径部75により環5
8を円板の非作用面に平らに位置させ強いろう付け接合
部73を形成するのに役立つと共に環状のみぞ79によ
り環58の反対側の外側のまくれ77を受入れ、打抜い
たままの状態で環58を使用することができる。
電磁クラッチの1実施例の軸断面図である。
る。
る。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 低い磁気抵抗を持つ材料で作った第1及
び第2の環状部材を備えた電磁継手用ロータにおいて、 前記第1の環状部材に、外周縁を持つ軸線方向に向いた
壁と、半径方向に内向きの壁とにより形成した環状のポ
ケットを設け、前記軸線方向に向いた壁の前記外周縁か
ら軸線方向に突出し、かつ軸線方向に向いた端部を持つ
環状のフランジの内面により、前記半径方向に内向きの
壁を形成し、 前記第2の環状部材に、 前記第1の環状部材に対し半径方向に間隔を置いた関係
にこの第1の環状部材内に位置させたハブと、 このハブに一体に形成され、このハブから半径方向に外
方に突出し、外周辺と、軸線方向に向いた作用面と、反
対側に向いた非作用面とを持つ円板と、 この円板の前記作用面に磁極を形成するように、前記円
板を貫いて形成された円周方向に延び、円周方向に互い
に間隔を置いた少なくとも1列のみぞ穴とを設け、 これ等のみぞ穴の間に橋架部分を介在させ、 前記円板を前記ポケット内に位置させ、この円板の非作
用面を、前記ポケットの前記軸線方向に向いた壁から軸
線方向に間隔を置き、前記円板の外周辺を、前記ポケッ
トの前記半径方向に内向きの壁から、前記フランジの端
部に付加的な磁極を形成させる狭い環状のエアギャップ
により、内方に間隔を置き、 前記第2の環状部材に、 高い磁気抵抗を持つ材料で作られ、前記円板の前記非作
用面と、前記ポケットの前記軸線方向に向いた壁との間
に挟まれた環と、 この環を、前記円板の前記非作用面と、前記ポケットの
前記各壁のうちの少なくとも一方とに固定する固定手段
とを設け、 前記環が、前記円板の前記非作用面のほぼ全体に沿い半
径方向及び円周方向に延び、前記円板と、とくに前記み
ぞ穴間の前記橋架部分とを構造的に補強するのに有用で
あるようにした電極継手用ロータ。 - 【請求項2】 前記円板を貫いて形成され、前記1列の
みぞ穴から半径方向に間隔を置き、前記円板の前記作用
面に少なくとも1つの付加的磁極を形成するように、円
周方向に延びる第2列の円周方向に互いに間隔を置いた
みぞ穴を設けた請求項1の電磁継手用ロータ。 - 【請求項3】 前記軸線方向に向いた壁と前記半径方向
に内向きの壁との接合部において円周方向に延びるみぞ
を前記ポケット内に形成し、前記円板の前記非作用面か
らその外周辺に隣接して軸線方向に突出し、かつ前記み
ぞ内に受入れられた大体において環状のまくれを設けた
請求項1の電磁継手用ロータ。 - 【請求項4】 前記ハブと、前記円板の前記非作用面と
の間の接合部に凹入半径部を形成し、前記環に、内周辺
と、軸線方向に向いた面と、前記内周辺と前記軸線方向
に向いた面との接合部における凸状半径部とを設け、こ
の凸状半径部を前記凹入半径部に接触させた請求項3の
電磁継手用ロータ。 - 【請求項5】 前記ハブと、前記円板の前記非作用面と
の間の接合部に、凹入半径部を形成し、前記環に、内周
辺と、軸線方向に向いた面と、前記内周辺と前記軸線方
向に向いた面との接合部における凸状半径部とを設け、
この凸状半径部を前記凹入半径部に接触させた請求項1
の電磁継手用ロータ。 - 【請求項6】 低い磁気抵抗を持つ材料で作った第1及
び第2の環状部材を備えた6極電磁継手用ロータにおい
て、 前記第1の環状部材に、外周縁を持つ軸線方向に向いた
壁と、半径方向に内向きの壁とにより形成した環状のポ
ケットを設け、前記軸線方向に向いた壁の前記外周縁か
ら軸線方向に突出し、かつ軸線方向に向いた端部を持つ
環状のフランジの内面により、前記半径方向に内向きの
壁を形成し、 前記第2環状部材に、 前記第1の環状部材に対し半径方向に間隔を置いた関係
に位置させたハブと、 このハブに一体に形成され、このハブから半径方向外方
に突出し、外周辺と、軸線方向に向いた作用面と、反対
側に向いた非作用面とを持つ円板と、 この円板の前記作用面に磁極を形成するように、前記円
板を貫いて形成され、半径方向に互いに間隔を置いて円
周方向に延び、円周方向に互いに間隔を置いた2列のみ
ぞ穴とを設け、 前記各列のみぞ穴の間に橋架部分を介在させ、 前記円板を前記ポケット内に位置させ、この円板の前記
非作用面を、前記ポケットの前記軸線方向に向いた壁か
ら軸線方向に間隔を置き、前記円板の外周辺を、前記ポ
ケットの前記半径方向に内向きの壁から、前記フランジ
の端部に付加的な磁極を形成させる狭いエアギャップに
より、内方に間隔を置き、 前記第2の環状部材に、 高い磁気抵抗を持つ材料で作られ、前記円板の前記非作
用面と、前記ポケットの前記軸線方向に向いた壁との間
に挟まれた環と、 この環を、前記円板の前記非作用面と、前記ポケットの
前記各壁のうちの少なくとも一方とに固定する固定手段
とを設け、 前記環が、前記円板の前記非作用面のほぼ全体に沿い半
径方向及び円周方向に延び、前記円板と、とくに前記み
ぞ穴間の架橋部分とを構造的に補強するのに有用である
ようにした6極電磁継手用ロータ。
Applications Claiming Priority (2)
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US08/026995 | 1993-03-05 | ||
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