JPH08232985A

JPH08232985A - 電磁式摩擦クラッチ・アセンブリ

Info

Publication number: JPH08232985A
Application number: JP7353536A
Authority: JP
Inventors: William C Howrie; ウイリアム、シー、ハウリー
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1995-01-05
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 1996-09-10
Also published as: US5862902A; DE19535970A1

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的軸受の使用を必要としない電磁式摩擦
クラッチ・アセンブリを提供することにある。【解決手段】電磁式摩擦クラッチ・アセンブリ４０の
入力歯車４１を自己潤滑成形熱可塑性材料又は自己潤滑
金属質材料で形成する。アーマチユア４５は、入力歯車
４１に形成した管状延長部分４１ａ上に回転可能に支え
られる。このアーマチユアがロータ円板４７に摩擦を伴
って係合し出力軸４２を入力歯車により回転駆動する係
合位置と、アーマチユアがロータ円板４７に摩擦を伴っ
て係合しない非係合位置との間でアーマチュアは軸線方
向に可動である。回転できない電磁石５０は、出力軸に
支えられ、アーマチユアをロータ円板に向かい選択的に
引付け、電磁式摩擦クラッチ・アセンブリを係合させ
る。電磁石５０の内側磁極片５１ａを、自己潤滑透磁性
材料または、焼結した粉末金属で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に電磁的に作動さ
れる摩擦クラッチ・アセンブリ、ことにこのような電磁
式摩擦クラッチ・アセンブリ（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎ
ｅｔｉｃｆｒｉｃｔｉｏｎｃｌｕｔｃｈａｓｓｅ
ｍｂｌｙ）に使う複合のコイル・ハウジング及び軸用軸
受用の改良された構造に関する。

【０００２】

【発明の背景】電磁式摩擦クラッチ・アセンブリは、回
転従動入力部材に出力部材を選択的に連結するのに一般
的に使われるよく知られた装置である。典型的な電磁式
摩擦クラッチ・アセンブリの入力部材は、通常、回転動
力源にかみあい、この動力源により絶えず回転駆動され
る入力歯車として形成してある。出力部材は通常円筒軸
として形成する。入力歯車は通常出力軸にこの出力軸に
対して回転するように支えてある。同様に出力軸に回転
できるように支えたアーマチュアは、入力歯車に一緒に
回転し相対的軸線方向運動をするように連結してある。
ロータは出力軸にこれと一緒に回転するように固定して
ある。アーマチュアは、係合位置と係合離脱位置との間
で軸線方向に可動である。係合位置では、アーマチュア
ばロータに摩擦を介して係合し、出力軸を入力歯車によ
り回転駆動させる。係合離脱位置では、アーマチュアは
ロータに摩擦を介し係合しないで、出力軸は入力歯車に
より回転駆動されない。回転できない電磁石は、ロータ
に支えられ、アーマチュアをロータに向かい選択的に引
付け電磁式摩擦クラッチ・アセンブリを出力軸が入力歯
車により回転駆動されるように係合させる。

【０００３】前記したように従来の電磁式摩擦クラッチ
・アセンブリの入力歯車及び出力軸は、相対回転運動に
適合することができなければならない。又回転できない
電磁石は、回転ロータに支えられ、相対回転運動に適応
するようにしなければならない。すなわちこれ等の用途
に対する電磁式摩擦クラッチ・アセンブリに普通の軸受
を設けることはよく知られている。典型的には電磁式摩
擦クラッチ・アセンブリの入力歯車は、複数の針状ころ
軸受により出力軸に支えられるが、電磁石は、比較的低
摩擦の材料で形成したスリーブ軸受によりロータに支え
られる。さらに入力歯車とロータとの間にスラスト軸受
を設け、作動中に生ずる軸線方向の力に適応するように
してもよい。

【０００４】このような機械的軸受は満足できるように
機能することが分っているが、これ等の軸受を設けるに
は、これ等の軸受が電磁式摩擦クラッチ・アセンブリ内
の物理的空間を占めることが必要である。この場合電磁
式摩擦クラッチ・アセンブリの他の部品に使われる物理
的空間の量が減小し、この電磁式摩擦クラッチ・アセン
ブリのトルク容量が増す。又これ等の軸受の存在は、付
勢時に電磁石により生ずる磁界に干渉して、又電磁式摩
擦クラッチ・アセンブリのトルク容量を減らす。従って
機械的軸受の使用を必要としない電磁式摩擦クラッチ・
アセンブリ用の改良された構造を提供することが望まし
い。

【０００５】

【発明の開示】本発明は、機械的軸受の使用を必要とし
ない電磁式摩擦クラッチ・アセンブリ用機造に係わる。
電磁式摩擦クラッチ・アセンブリは、出力軸にこの軸に
対し回転するように直接支えた入力歯車を備えている。
入力歯車は、自己潤滑成形熱可塑性材料又は自己潤滑金
属質材料で形成する。アーマチュアは、入力歯車にこれ
と一緒に回転するように、かつ相対的軸線方向運動をす
るように連結してある。ロータ円板は、出力軸にこれと
一緒に回転するように固定してある。アーマチュアは、
これがロ−タ円板に摩擦を伴って係合し、出力軸を入力
歯車により回転駆動させる係合位置と、このアーマチュ
アがロータ円板に摩擦を伴って係合しない係合離脱位置
との間で軸線方向に可動である。回転しない電磁石は出
力軸に支えられ、アーマチュアをロータ円板に向かい選
択的に引付け、電磁式摩擦クラッチ・アセンブリを係合
させる。電磁石は、内側磁極片及び外側磁極片により形
成され、大体においてＣ字形の横断面を持つ環状の外枠
を備えている。内側磁極片は形状が中空円筒形である
が、外側磁極片はＬ字形横断面を持つように形成してあ
る。外枠の内側磁極片は出力軸の中央部分のまわりに配
置され、又外側磁極片はプレスばめ又はその他の方法で
内側磁極片に固定してある。内側磁極片は自己潤滑透磁
性材料で形成するのがよい。内側磁極片は、比較的多孔
質の本体を形成するように焼結した粉末金属で形成する
ことができる。内側磁極片から成る多孔質体は、次いで
オイル又は自己潤滑プラスチック材料のような適当な潤
滑剤を含浸させることができる。すなわち回転しない内
側磁極片の内側円筒面は、中間機械的軸受を必要としな
いで回転出力軸に直接支えることができる。

【０００６】本発明の種種の目的及び利点は、添付図面
についての好適な実施例の以下の詳細な説明から当業者
には明らかである。

【０００７】

【実施例】図１には従来の電磁的に作動される摩擦クラ
ッチ・アセンブリ１０を例示してある。従来の摩擦クラ
ッチ・アセンブリ１０は、任意普通の手段によりたとえ
ば複数の針状ころ軸受１３により出力軸１２に回転でき
るように取付けた入力歯車１１を備えている。出力軸１
２は、後述の目的で拡大した円周方向フランジ１２ａを
一端部に形成してある。針状ころ軸受１３の一端部にシ
−ル１４を設け、潤滑剤を保持し、汚れやその他の汚染
物がころ軸受１３内に入らないようにする。シ−ル１４
は、出力軸１２に形成した外周みぞ内に配置した保持リ
ング１５により一方向（図１の左方）への軸線方向運動
が生じないように拘束される。同じ目的で針状ころ軸受
１３の他端部にエラストマ−質Ｏリング１６又は類似の
器具を設けてある。

【０００８】中央領域から軸線方向に延びる一体の管状
延長部分１１ａを持つ入力歯車１１を形成してある。杯
状の軸受１７は管状延長部分１１ａの軸線方向端部のま
わりに取付けてある。軸受１７は低摩擦のプラスチック
材料で形成するのがよい。又入力歯車１１を貫いてその
周辺領域の近くで半径方向に延びる複数のみぞ穴１１ｂ
を形成してある。管状延長部分１１ａ、杯状の軸受１７
及びみぞ穴１１ｂの目的は後述する。

【０００９】板ばね２０は、管状延長部分１１ａのまわ
りに入力歯車１１に隣接して設けてある。図示の板ばね
２０は、半径方向外方に延びる互いに等しい間隔を置い
た３つのア−ムを持つ内側環状ハブを備えている。板ば
ね２０の各ア−ムは、入力歯車１１から遠ざかる向きに
わずかに曲げてある。板ばね２０の内側環状ハブは、複
数本のボルト２１（１本だけしか示してない）により入
力歯車１１の軸線方向面に固定してある。板ばね２０の
各ア−ムの最も外側の端部は環状のア−マチュア板２２
に連結してある。ア−マチュア２２は、低摩擦軸受１６
により入力歯車１１の管状延長部分１１ａに支えてあ
る。すなわちア−マチュア２２は、詳しく後述するよう
に入力歯車１１に近づき又遠ざかる向きの軸線方向の滑
動運動をすることができる。低摩擦軸受１６は、前記し
たように、入力歯車１１の管状延長部分１１ａにわたっ
て延び、ア−マチュア２２が軸線方向に滑動できる低摩
擦面を形成する。

【００１０】ア−マチュア２２は、図１に１個だけ示し
た軸線方向に延びる複数のタブ（ｔａｂ）２２ａを持つ
ように形成してある。各タブ２２ａは、入力歯車１１を
貫いて形成した軸線方向のみぞ穴１１ｂの各１つ内に延
びる。従ってア−マチュア２２は、入力歯車１１にこれ
と一緒に回転し又この入力歯車に対し軸線方向に移動す
るように連結してある。ア−マチュア２３は透磁性材料
（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙｐｅｒｍｅａｂｌｅｍ
ａｔｅｒｉａｌ）で形成する。この場合の「透磁性材
料」という用語は、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等のよ
うに空気より大きい透磁率を持つ材料を意味する。

【００１１】ロ−タ２５は、出力軸１２のまわりに配置
され、半径方向に延びるピン２６により出力軸１２と一
緒に回転するように固定してある。ロ−タ２５は、一般
に形状が中空円筒形で、入力歯車１１の管状延長部分１
１ａのまわりに配置した杯状の軸受１７に係合する第１
の軸線方向端部を持つ。ロ−タ２５の第２の軸線方向端
部は、出力軸１２に形成した拡大した円周方向フランジ
１２ａに係合する。従ってロ−タ２５は出力軸１２にこ
れと一緒に回転するように支えられこの出力軸に対し軸
線方向運動ができないように拘束してある。

【００１２】ロ−タ２５は、その第１の軸線方向端部に
位置する一体の半径方向のフランジ部分２５ａを持つよ
うに形成してある。ロ−タ２５のフランジ部分２５ａの
軸線方向端面にア−マチュア２２の方に向かい環状みぞ
２５ｂを形成してある。１つだけ示した複数の弧状みぞ
穴２５ｃは、ア−マチュア２５のフランジ部分２５ａを
貫いて形成されそれぞれ環状みぞ２５ｂに連通してい
る。環状のちりよけ２７は、環状みぞ２５ｂ内に配置さ
れ、汚れその他の汚染物が従来の摩擦クラッチ・アセン
ブリ１０内に環状みぞ２５ｂ及び弧状みぞ穴２５ｃを経
て入らないようにする。ちりよけ２７は非透磁性材料で
形成する。ア−マチュア２５のフランジ部分２５ａはさ
らに、ア−マチュア２２から軸線方向に遠ざかる向きに
延びる中空円筒形の唇状部２５ｄを備える。すなわち唇
状部２５ｄは、ロ−タ２５の円筒形本体の一部のまわり
に軸線方向に延びる環状フランジを形成する。ロ−タ２
５も又透磁性材料で形成する。ロ−タ２５のフランジ２
５ａ、環状みぞ２５ｂ、弧状みぞ穴２５ｃ及び唇状部２
５ｄの目的は後述する。

【００１３】ロ−タ２５の円筒形部分のまわりにはスリ
−ブ軸受２８を配置してある。スリ−ブ軸受２８は、軸
線方向の両端部に半径方向外方に延びるフランジ部分２
８ａを形成した中空円筒形の中央部分を備えている。フ
ランジ部分２８ａの一方は、ロ−タ２５のフランジ部分
２５ａに隣接して配置してある。他方のフランジ部分２
８ａは、ロ−タ２５の円筒形部分の外面に形成した円周
方向みぞ内に配置した保持クリップ２９に隣接して配置
してある。スリ−ブ軸受２８のフランジ部分２８ａは、
スラスト軸受として機能し、軸線方向荷重を受けたとき
に従来の摩擦クラッチ・アセンブリ１０の各部品の低摩
擦の係合が得られる。すなわちスリ−ブ軸受２８は、ロ
−タ２５の円筒形部分に保持され、又ロ−タ２５に対し
軸線方向に移動しないように拘束される。スリ−ブ軸受
２８は、青銅又はプラスチック材料のような自己潤滑非
磁性材料で形成する。

【００１４】スリ−ブ軸受２８の中央部分のまわりには
固定の環状の電磁石３０を配置してある。電磁石３０
は、内側周壁３１ａと外側周壁３１ｂとこれ等両周壁間
に延びる半径方向壁３１ｃとにより形成され、大体にお
いてＣ字形の横断面を持つ環状の外枠（ｓｈｅｌｌ）３
１を備えている。外枠３１は、透磁性材料で形成してあ
る。外枠３１の内側周壁３１ａは、スリ−ブ軸受２８の
中央部分のまわりに配置され、半径方向外方に延びる２
つのフランジ部分２８ａの間に延びる。すなわち電磁石
３０は、スリ−ブ軸受２８によりロ−タ２５に支えてあ
る。剛性の回転防止部材３２は、溶接等の任意適当な手
段により外枠３１に固定してある。回転防止部材３２
は、外部フレ−ム（図示してない）又はその他の適当な
固定部品に連結され使用中に外枠３１（従って全体とし
て又電磁石３０と共に）が回転しないようにする。電磁
石３０はさらに、ボビン３４のまわりに巻いた導線のコ
イル（ｃｏｉｌｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ）３３を備えている。導線のコイル３３及
びボビン３４は、外枠３１の内側及び外側の周壁３１
ａ、３１ｂの間に形成された環状空間に配置してある。
ボビン３４は普通の手段により外枠３１に固定され、こ
れ等のボビン及び外枠３１間に相対回転が生じないよう
にする。

【００１５】作動時には入力歯車１１は、外部駆動機構
（図示してない）により回転するように駆動される。タ
ブ２２ａ及びみぞ穴１１ｂの協働により、ア−マチュア
２２は入力歯車１１と一緒に回転するように駆動する。
杯状の軸受１７と入力歯車１１に設けた管状延長部分１
１ａとは、入力歯車１１の隣接する軸線方向面とロ−タ
２５のフランジ部分２５ａとの間に軸線方向すきまを保
つように機能する。この軸線方向空間内でア−マチュア
２２は軸線方向に滑動できる。しかし前記したようにア
−マチュア２２は、板ばね２０により通常軸線方向に入
力歯車１１に向かい又ロ−タ２５のフランジ部分２５ａ
から遠ざかる向きに付勢される。従って電磁石３０が消
勢されている間は、板ばね２０は、ア−マチュア２２を
ロ−タ２５のフランジ部分２５ａから軸線方向に間隔を
置いた状態に保つ。すなわちロ−タ２５及び出力軸１２
は、回転する入力歯車１１及びア−マチュア２２から連
結をはずされ、従って回転駆動されない。入力歯車１１
の管状延長部分１１ａのまわりに配置した杯状の軸受１
７は一緒には回転しない。しかし前記したように杯状の
軸受１７は、低摩擦材料で形成され、従ってロ−タ２５
を回転させるのに十分な抗力をロ−タ２５に加えない。

【００１６】電磁石３０に付勢するときは、コイル３３
は電磁界を生ずる。この電磁界の磁束線は一般に図１の
矢印により示した径路に追従し、閉じた磁気回路を形成
する。コイル３３を巻付ける方式により、このコイルの
どの端部が磁気北極（ｍａｇｎｅｔｉｃｎｏｒｔｈ
ｐｏｌｅ）であり、どの端部が磁気南極（ｍａｇｎｅｔ
ｉｃｓｏｕｔｈｐｏｌｅ）であるかを定める。外枠
３１の外周壁３１ｂで出発すると、磁束線は軸線方向に
この周壁を通り次いで半径方向外方にロータ２５の重な
る唇状部２５ｄに進む。磁束線は、引続いてロータ２５
の唇状部２５ｄを軸線方向に貫き、環状みぞ２５ｂの半
径方向内方に位置するロータ２５のフランジ部分２５ａ
の領域（外側極と称する）とアーマチユア２２との間に
形成されたエアギヤップを横切る。磁束線は次いで半径
方向内方にアーマチユア２２を通り、エアギヤップをふ
たたび軸線方向に横切り、環状みぞ２５ｂの半径方向内
方に位置するロータ２５のフランジ部分２５ａ領域（内
側極と称する）に進み、ロータ２５の円筒形部分を軸線
方向に貫く。この位置から磁束線は、スリーブ軸受２８
と外枠３１の内周壁３１ａと外枠３１の半径方向壁３１
ｃとを経て半径方向外方に流れ、外枠３１の外周壁３１
ｂに戻り磁気回路を閉じる。

【００１７】電磁石３０により生ずる電磁界は、アーマ
チユア２２をロータ２５に向かい引付ける。従ってアー
マチユア２２は、杯状の軸受１７に沿い軸線方向に滑動
し、板ばね２０の付勢作用に逆ってロータ２５のフラン
ジ部分２５ａに摩擦を伴って係合する。回転駆動される
アーマチユア２２のロータ２５のフランジ部分２５ａに
対する摩擦を伴う係合により、ロータ２５（及びロータ
２５に連結した出力軸１２）を入力歯車１１と共に回転
させる。スリーブ軸受２８は、固定の電磁石３０を回転
ロータ２５に支える低摩擦手段になる。スリーブ軸受２
８のフランジ部分２８ａは又、ロータ２５のフランジ部
分２５ａと、外枠３１の内周壁３１ａとの間の軸線方向
の接触を防ぐ。しかしスリーブ軸受２８は、非透磁性材
料で形成されるので、又ロータ２５と外枠３１の内周壁
３１ａとの間に磁束ギヤップを形成する。この磁気回路
を閉じるには、この磁束ギヤップを横切って磁束線が延
びなければならない。この磁束ギヤップは、磁気回路の
全磁気抵抗を増し、従って、アーマチユア２２を引付け
てロータ２５のフランジ部分２５ａに摩擦を伴い係合さ
せる電磁界の強さを低下させる。すなわち従来の摩擦ク
ラッチ・アセンブリ１０を作動するには比較的強い電磁
石３０を使わなければならくて費用が増すようになる。

【００１８】図２には本発明による電磁式摩擦クラッチ
・アセンブリ４０を示してある。電磁式摩擦クラッチ・
アセンブリ４０は、ロータ軸４２に回転できるように取
付けた入力歯車４１を備えている。入力歯車４１は、自
己潤滑成形熱可塑性材料又は青銅のような自己潤滑金属
質材料（ｓｅｌｆ−ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇｍｅｔａ
ｌｌｉｃｍａｔｅｒｉａｌ）で形成され入力歯車４１
をロータ軸４２に直接支えるようにする。しかし入力歯
車４１は、任意普通の手段によりたとえば従来の摩擦ク
ラッチ・アセンブリ１０に関して前記した複数の針状こ
ろ軸受によりロータ軸４２に回転できるように取付けて
もよい。入力歯車４１は、中央領域から軸線方向に延び
る一体の管状延長部分４１ａを持つように形成する。又
入力歯車４１の軸線方向面にはその周辺領域の近くに複
数のくぼみ４１ｂを形成してある。後述する所から明ら
かなように前記したみぞ穴１１ｂと同じ目的でくぼみ４
１ｂを設けてある。くばみ４１ｂは所望により貫通みぞ
穴として形成してもよいのは明らかである。入力歯車４
１は、出力軸４２に形成した外周みぞ内に配置した保持
リング４３により、一方向に（図２の左方に）軸線方向
移動しないように拘束される。出力軸４２は、後述の目
的で一端部に拡大した円周方向のフランジ４２ａを形成
してある。

【００１９】管状のアーマチユア４５は、入力歯車４１
の管状延長部分４１ａのまわりに配置してある。前記し
たように入力歯車４１は自己潤滑材料で形成するのがよ
い。従ってアーマチユア４５は、管状延長部分４１ａに
直接支えられ、相対的軸線方向運動が容易になるように
するのに、アーマチユア４５と管状延長部分４１ａとの
間に軸受を必要としない。しかし入力歯車４１を自己潤
滑性を持たない材料から形成する場合には、前記した杯
状の軸受１７と同様な軸受を入力歯車４１の管状延長部
分４１ａと、アーマチユア４５との間に配置すればよ
い。アーマチユア４５の軸線方向面の一方は、軸線方向
に延びる複数のダブを持つように形成してある。これ等
のダブのうちの１つのダブ４５ａを図２に示してある。
各ダブ４５ａは、入力歯車４１に形成した軸線方向のく
ぼみ４１ｂの各１つの中に延びている。従ってアーマチ
ユア４５は、入力歯車４１にこれと一緒に回転するよう
に、又入力歯車４１に対し軸線方向運動するように連結
してある。アーマチユア４５は、透磁性材料で形成して
ある。くぼみ４５ｂは後述の目的でアーマチユア４５の
反対側軸線方向面に形成してある。

【００２０】環状のロータ円板４７は、ロータ軸４２に
これと一緒に回転するように取り付けてある。図示の実
施例ではロータ円板４７は、ロータ軸４２にプレスばめ
してある。しかしロータ円板４７は任意普通の手段によ
り一緒に回転するようにロータ軸４２に固定してもよ
い。ロータ円板４７及びロータ軸４２は通常互いに組付
けた各別の部品として形成する。しかしロータ円板４７
は、所望によりロータ軸４２と一体に形成してもよい。
ロータ軸４２及びロータ円板４７は共に、透磁性材料で
形成する。ばね４８は、入力歯車４１の管延長部分４１
ａのまわりにアーマチユア４５及びロータ円板４７の間
に配置してある。図示のばね４８は、アーマチユア４５
に形成したくぼみ４５ｂに受入れた皿ばねであり、非透
磁性材料で形成するのがよい。ばね４８は、軸線方向に
可動なアーマチユア４５と軸線方向に固定のロータ円板
４７との間で反作用を及ぼす。従ってアーマチユア４５
は、入力歯車４１に向かいロータ円板４７から遠ざかる
向きに軸線方向に付勢される。しかしアーマチユア４５
を入力歯車４１に向かいロータ円板４７から遠ざかる向
きに軸線方向に付勢するのに他のばね構造を使ってもよ
い。

【００２１】ロータ円板４７の軸線方向端面には、アー
マチユア４５の方に向く環状のみぞ４７ａを形成してあ
る。１つだけを図示した複数の弧状のみぞ穴４７ｂは、
ロータ円板４７を貫いて形成されをれぞれ環状のみぞ４
７ａに連通している。みぞ４７ａ内には環状のちりよけ
４９を配置し、汚れや汚染物がみぞ４７ａ及びみぞ穴４
７ｂを経て電磁式摩擦クラッチ・アセンブリ４０内に入
らないようにしてある。ちりよけ４９は非透磁性材料で
形成する。

【００２２】ロータ軸４２の中央部分のまわりには固定
の環状の電磁石５０を配置してある。電磁石５０は、内
側磁極片５１ａ及び外側磁極片５１ｂにより形成された
大体においてＣ字形の横断面を持つ環状の外枠５１を備
えている。内側磁極片５１ａは形状が中空円筒形である
が、外側磁極片５１ｂはＬ字形横断面を持つように形成
してある。外枠５１は透磁性材料で形成してある。外枠
５１の内側極磁片５１ａは、ロータ軸４２の中央部分の
まわりに、ロータ軸４２に設けた拡大した円周方向のフ
ランジ４２ａに隣接して配置してある。外側磁極片５１
ｂは、内側極磁片５１ａのプレスばめ又はその他の方法
で固定してある。剛性の回転防止部材５２は任意適当な
手段によりたとえば溶接により外枠５１固定してある。
回転防止部材５２は外部フレーム（図示していない）又
はその他の適当な固定部品に連結され、外枠５１（すな
わち全体として電磁石５０）が使用中に回転しないよう
にする。電磁石５０はさらに、ボビン５４のまわりに巻
いた導線のコイル５３を備えている。コイル５３及びボ
ビン５４は、外枠５１の内側磁極片５１ａの及び外側磁
極片５１ｂの間に形成された環状空間内に配置してあ
る。ボビン５４は、普通の手段により外枠５１に固定さ
れ、これ等両者間の相対回転が生じないようにしてあ
る。

【００２３】内側磁極片５１ａは、ロータ軸４２に拡大
した円周方向のフランジ４２ａ及びアーマチユア４５の
間で支えてある。内側磁極片５１ａは、自己潤滑透磁性
材料で形成するのがよい。内側磁極片５１ａは、比較的
多孔質の本体を形成するように焼結した粉末金属で形成
することができる。内側磁極片５１ａの多孔質体は、オ
イル又は自己潤滑プラスチック材料のような適当な潤滑
剤を含浸する。すなわち回転しない内側磁極片５１ａの
円筒形内面は、中間の軸受を必要としないで回転ロータ
軸４２の外面に締まりばめされ、内側磁極片５１ａ及び
ロータ軸４２間に半径方向の相対運動が生じないように
してある。

【００２４】内側磁極片５１ａの一端部は、ロータ軸４
２の拡大した円周方向のフランジ４２ａに係合する。内
側磁極片５１ａの他端部は、ロータ軸４２のまわりに配
置した環状の挟み金（ｓｈｉｍ）に当てがってある。挟
み金５５は又ロータ円板４７の軸線方向面に係合する。
挟み金５５は、ステンレス鋼のような非透磁性材料で形
成され、ロータ円板４７及び内側極磁片５１ａの間の磁
気引付け作用を低減するように設ける。すなわち入力歯
車４１、ロータ円板４７、挟み金５５及び内側極磁片５
１ａは、すべてロータ軸４２に支えられ拡大され円周方
向のフランジ４２ａと保持リング４３との間に軸線方向
に保持される。

【００２５】前記したように内側磁極片５１ａは、潤滑
剤を含浸した多孔質体である。従って内側極磁片５１ａ
の軸線方向端面は、又自己潤滑受け面である。従って内
側磁極片面５１ａとロータ軸４２の拡大された円周方向
のフランジ４２ａ又は挟み金５５とロータ円板４７との
間には前記したスリーブ軸受２８のフランジ部分２８ａ
と同様なスラスト軸受を必要としない。この場合内側磁
極片５１ａは、このようなスラスト軸受を設けた場合に
得られるよりもいくぶん長い軸線方向長さを持つように
形成できる。

【００２６】作動時には入力歯車４１は外部駆動機構
（図示してない）により回転駆動される。くぼみ４１ｂ
に対するダブ４５ａの協働作用により、アーマチユア４
５は入力歯車４１と一緒に回転するように駆動される。
入力歯車４１に設けた管状延長部分４１ａは、入力歯車
４１及びロータ円板４７の互いに隣接する軸線方向面間
に軸線方向ギヤップを保持するように機能する。この軸
線方向空間内でアーマチユア４５は軸線方向に滑動でき
る。しかし前記したようにアーマチユア４５は通常皿ば
ね４８により入力歯車４１に向かい又ロータ円板４７か
ら遠ざかる向きに軸線方向に付勢される。従って電磁石
５０を消勢している間は、皿ばね４８を、ロータ円板４
７から軸線方向に間隔を置いた状態に保つ。ロータ軸４
２はこのようにして、回転する入力歯車４１及びアーマ
チュア４５から連結がはずれ従って回転駆動されない。
入力歯車４１の管状延長部分４１ａがロータ円板４７に
軸線方向に当たっていても、前記したように入力歯車４
１が自己潤滑材料で形成してあるから、ロータ円板４７
を入力歯車４１と一緒に回転するには伝えられるトルク
が不十分である。

【００２７】電磁石５０を付勢するときは、コイル５３
が電磁界を生ずる。この電磁界の磁束線は、一般に図２
の矢印により示した径路に追従し、閉じた磁気回路を形
成する。コイル５３を巻付ける方式によりこのコイルの
どの端部が磁気北極でありどの端部が磁気南極であるか
を定める。すなわち磁束線の方向は矢印により示した方
向に対向する。磁束は、最低の磁気抵抗の径路に追従す
る。外枠５１の外側磁極片５１ｂの外周壁で出発する
と、磁束線は外枠５１を軸線方向に通過し次いで外側磁
極片５１ｂとみぞ４７ａの半径方向外方に位置するロー
タ円板４７の領域（外側磁極と称する）との間に形成さ
れたエアギヤップを半径方向内方に横切る。磁束線は次
いでロータ円板４７の外側磁極からエアギヤップを横切
りアーマチユア４５に軸線方向に、アーマチユアを貫い
て半径方向内方に、又ふたたびエアギヤップを軸線方向
に横切りみぞ４７ａの半径方向内方に位置するロータ円
板４７の領域（内側磁極と称する）に進む。この領域か
ら磁束線は、半径方向内方に、ロータ軸４２を経て軸線
方向に、外枠５１の内側磁極片５１ａを貫いて半径方向
外方に進み、そして外枠５１の外側磁極片５１ｂに戻り
磁気回路を閉じる。

【００２８】電磁石５０により生ずる電磁界は、アーマ
チユア４５をロータ円板４７に向かい引付ける。従って
アーマチユア４５は、入力歯車４１の管状延長部分４１
ａに沿い軸線方向に滑動し、皿ばね４８の付勢作用に逆
らってロータ円板４７に摩擦を伴って係合する。回転駆
動アーマチユア４５のロータ円板４７に対する摩擦を伴
う係合により、ロータ軸４２を入力歯車４１と共に回転
させる。内側磁極片５１ａの自己潤滑性により挟み金５
５を挿入軸受を必要としないで磁極片５１ａに対し自由
に回転させる。同様に自己潤滑性の内側磁極片５１ａ
は、電磁石５０をロータ軸４２に支えると共にロータ軸
４２を軸受は使用しないで電磁石５０に対し自由に回転
させる。ロータ軸４２を非透磁性材料で形成するとき
は、磁束線は非透磁性の挟み金５５を経て流通させる。
挟み金５５は、しかし典型的には比較的薄くて磁気回路
の全磁気抵抗はあまり増大させない。

【００２９】以上本発明の原理及び作動方式を好適な実
施例について詳細に説明したが本発明はなおその精神を
逸脱しないで種種の変化変型を行うことができるのはも
ちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電磁作動式クラッチ・アセンブリの１例
の軸断面図である。

【図２】本発明による電磁式摩擦クラッチ・アセンブリ
の軸断面図である。

【符号の説明】

４０電磁式摩擦クラッチ・アセンブリ４１入力部材（入力ギヤ）４２出力部材（出力軸）４５アーマチユア４７ロータ円板５０電磁石５１外枠５３コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力部材と、外面を持つ出力部材と、透磁性材料で形成され、前記入力部材と一緒に回転運転
するように連結されたアーマチュアと、電磁石とを備え、前記アーマチュアが前記出力部材に摩擦を伴って係合
し、この出力部材を前記入力部材により回転可能に駆動
する係合位置と、前記アーマチュアが前記出力部材に摩
擦を伴って係合しない係合離脱位置との間で前記入力部
材に対し軸線方向運動をするように前記アーマチュアを
直結し、前記電磁石が、導線のコイルをまわりに巻付けた外枠を
持ち、この外枠に、前記出力部材の外面に係合しこの出
力部材上に前記外枠を回転可能に支える内面を設け、選
択的に磁界を発生して前記アーマチュアを前記係合離脱
位置から前記係合位置に動かすよう、前記電磁石が選択
的に磁界を発生するようにして成る電磁式摩擦クラッチ
・アセンブリ。
【請求項２】前記入力部材に内面を定める貫通穴を設
け、前記出力部材上に前記入力部材を回転可能に支える
ように、前記入力部材の前記内面が、前記出力部材の前
記外面に係合するようにした請求項１の電磁式摩擦クラ
ッチ・アセンブリ。
【請求項３】前記入力部材と前記外枠との一方を自己
潤滑材料で形成した請求項２の電磁式摩擦クラッチ・ア
センブリ。
【請求項４】前記入力部材に、外面を定める管状延長
部分を設け、前記アーマチュアに、内面を定める貫通穴
を形成し、前記管状延長部分上に前記アーマチュアを支
えるように、前記アーマチュアの前記内面が、前記入力
部材の前記管状延長部分の前記外面に係合するようにし
た請求項１の電磁式摩擦クラッチ・アセンブリ。
【請求項５】前記出力部材に、半径方向外方に延びる
フランジを設け、前記外枠に、前記出力部材の前記フラ
ンジに係合する軸線方向面を設けた請求項１の電磁式摩
擦クラッチ・アセンブリ。
【請求項６】前記出力部材と前記外枠とのうちの一方
を透磁性材料で形成した請求項１の電磁式摩擦クラッチ
・アセンブリ。
【請求項７】前記出力部材と一緒に回転運動するよう
に連結したロータ円板を備え、前記アーマチュアが、前
記係合位置にあるときに、このアーマチュアが前記ロー
タ円板に摩擦を伴って係合するようにした請求項１の電
磁式摩擦クラッチ・アセンブリ。
【請求項８】前記出力部材に軸部分を設け、前記ロー
タ円板が、前記軸部分にプレスばめした環状部材である
請求項７の電磁式摩擦クラッチ・アセンブリ。
【請求項９】非透磁性材料から形成され、前記ロータ
円板と前記外枠との間に配置された部材をさらに備え、
前記外枠を軸線方向に支えるように、前記外枠に、前記
部材に係合する軸線方向面を設けた請求項７の電磁式摩
擦クラッチ・アセンブリ。
【請求項１０】前記出力部材に、半径方向外方に延び
るフランジを設け、前記外枠を軸線方向に支えるよう
に、前記出力部材の前記フランジに係合する第２の軸線
方向面を前記外枠に設け、前記外枠と前記非透磁性の部
材とを、前記出力部材の前記フランジと、前記ロータ円
板とにより前記出力部材に対し軸線方向運動をしないよ
うに拘束した請求項７の電磁式摩擦クラッチ・アセンブ
リ。