JPH08277864A - 摩擦式電磁クラッチ・ブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】少ない部品点数でハブと摩擦ディスクとの間に
発生する衝突音，ならびに空転中における摩擦ディスク
と受圧ディスクとの間の摺り音発生を効果的に防止でき
るように改良した摩擦式電磁クラッチ・ブレーキを提供
する。 【構成】外形が角形になるハブ６を摩擦ディスク５の中
央に開口したハブ外形に対応したハブ嵌め合い穴５ａに
嵌合して両者間をスプライン結合したものにおいて、ハ
ブの外周コーナー部の１箇所にラジアル方向の穴６ｂを
穿孔し、該穴の中に球状押圧子９，および該球状押圧子
を背後から摩擦ディスク５の嵌め合い穴の内周面に押圧
する付勢ばね１０を組み込んで摩擦ディスクの嵌め合い
穴をハブの外周に偏心的に密着させる。また、付勢ばね
のばね圧は摩擦ディスクの自重の３〜６倍，好ましくは
５倍に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、摩擦式電磁クラッチ・
ブレーキ、特に電磁クラッチ・ブレーキの組立部品であ
る摩擦ディスクとハブとの間の嵌め合い構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように摩擦式電磁クラッチ・ブレ
ーキは、電磁石の電磁力を利用して摩擦ディスク（イン
ナディスクとも呼ばれる）と相手側の受圧ディスク（摩
擦板）の間を機械的に断続させ、摩擦ディスクを受圧デ
ィスクに圧接した状態で両者間に働く摩擦力で回転軸間
の動力伝達，ないし制動を行うものであり、従来より乾
式，湿式，単板式，多板式が、また摩擦ディスクの断続
方式に関しても電磁コイルの励磁時に摩擦ディスクを受
圧ディスクに圧接させる方式、逆に電磁コイルの励磁で
摩擦ディスクを釈放させるなどの各種方式のものが製品
化されている。

【０００３】また、かかる摩擦式電磁クラッチ・ブレー
キでは、摩擦ディスクを回転軸上で軸方向へスライド可
能に連結するために、回転軸上例えば断面形状が四角形
である角形のハブを介して嵌め合い式にスプライン結合
するようにしている。そのために、回転軸を伝わって原
動機（電動機など）側から回転の脈動，振動などが電磁
クラッチ・ブレーキに加わると、ハブと摩擦ディスクと
の嵌め合い部の僅かな遊び間隙（嵌め合い代）のガタ分
に起因してハブと摩擦ディスクとが回転中に衝突し合っ
て衝突音（バックラッシュ音）が発生する。

【０００４】一方、前記衝突音の防止対策として、ハブ
の周面上に穿った穴の中に球状の押圧子とばね部材とを
組み込み、該押圧子をばね圧により摩擦ディスクの嵌め
合い穴の内周面に押しつけてハブと摩擦ディスクとの間
にガタが生じるのを抑え、これにより回転軸に伝わって
くる振動を前記ばねにより吸収してハブと摩擦ディスク
との間の嵌め合い空隙に起因する衝突音を防ぐようにし
たものが、実公平６−３９１４７号公報で提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記提案に
なる電磁クラッチ・ブレーキでは、断面形状が四角形に
なる角形のハブに対して、四角形の各辺に対応するハブ
の外周面上に穴をあけて押圧子，付勢ばねを組み込んで
おり、ハブと摩擦ディスクとの間の全周域でガタを抑え
るために、具体的には周囲四面の各面ごとに１組ずつ合
計４組の押圧子，付勢ばねが装備されている。

【０００６】しかしながら、前記構成の電磁クラッチ・
ブレーキでは、ハブ／摩擦ディスク間の嵌め合い周面に
対して、各面ごとに１組ずつ、ハブの外形が四角であれ
ば合計４組もの球状押圧子，付勢ばねを必要とすること
から、部品点数，組立工数が多くなってコスト高とな
る。また、ハブの外周面と摩擦ディスクの嵌め合い穴の
内周面との間は面と面が密着せずに全周で遊び間隙が残
っているため、大きな加振力が加わった場合に衝突音が
生じ易い。

【０００７】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、少ない部品点数
でハブと摩擦ディスクとの間に発生する衝突音，ならび
に空転中における摩擦ディスクと受圧ディスクとの間の
摺り音発生を効果的に防止できるように改良した摩擦式
電磁クラッチ・ブレーキを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電磁クラッチ・ブレーキにおいては、外形
が正多角形状を呈する角形のハブを摩擦ディスクの中央
に開口したハブ外形とほぼ同形の嵌め合い穴に嵌合し
て、ハブと摩擦ディスクとの間をスプライン結合したも
のにおいて、ハブの外周コーナー部，ないしは摩擦ディ
スクの嵌め合い穴の内周コーナー部のいずれか一方にラ
ジアル方向の穴を穿孔し、該穴の中に球状押圧子，およ
び該球状押圧子を背後からスプライン結合する相手側部
品のコーナー部に向けて押圧する付勢ばね部材を収設す
るものとする。

【０００９】ここで、前記の球状押圧子，付勢ばね部材
を周上の１箇所のコーナー部にのみ設けて実施すること
ができる。また、前記構成においては、球状押圧子の付
勢ばね部材のばね圧を、摩擦ディスクの自重の３〜６倍
に設定するのがよい。

【００１０】

【作用】上記の構成において、角形ハブの外周に摩擦デ
ィスクを嵌め合い式にスプライン結合した状態では、そ
の嵌め合い部分の周上コーナー部の１箇所に設けた球状
押圧子が付勢ばねのばね力を受けて相手側の部材に押し
付けられ、その反力で摩擦ディスクの嵌め合い穴がハブ
の外周面へ偏心的に密着するようになる。例えばハブの
断面形状が四角であれば、押圧子を設けたコーナー部と
対角線上のに位置する反対側のコーナーを挟む両側２面
が摩擦ディスクの嵌め合い穴の内周面に密着して押しつ
けられることになる。これにより、ハブと摩擦ディスク
とが安定よく結合し合って、振動による衝突音の発生が
防げる。また、球状押圧子とこれに当接する相手側部材
との間は抵抗の小さな転がり摩擦となるので、付勢ばね
のばね圧を適正（摩擦ディスクの自重の３〜６倍、好ま
しくは５倍程度）に設定しておけば、摩擦ディスクが軸
方向の動く際の摺動抵抗も小さくなり、電磁クラッチ・
ブレーキの空転中に摩擦ディスクと受圧ディスクとの間
で発生する摺り音が防止できる。

【００１１】しかも、かかる構成では、球状押圧子，付
勢ばねを最小限１組だけ嵌め合いコーナー部に設けるだ
けでよく、これにより衝突音防止構造として電磁クラッ
チ・ブレーキに組み込む押圧子，付勢ばねの部品点数，
並びに組立工数が少なくて済み、これによりコストダウ
ンが図れる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は摩擦式電磁クラッチ・ブレーキ全体の組立
構造図、図１は図２における矢視Ａ−Ａ断面図であり、
図において、１は電磁コイル２を内蔵したマグネットボ
ディ、３はマグネットボディ１の着磁面に配したアーマ
チュア、４はアーマチュア３と間に間隔を隔てて対向配
置した受圧ディスク、５はアーマチュア３と受圧ディス
ク４との間に介装した摩擦ディスク、６は摩擦ディスク
５と嵌め合い式にスプライン結合したハブ、６ａはハブ
６の軸穴、７はアーマチュア３を背面から前方へ押圧し
て摩擦ディスク５をアーマチュア３と受圧ディスク４と
で挟み込む付勢ばね、８は受圧ディスク４の固定ボルト
であり、ハブ６は図示されてない回転軸の軸上にキーを
介して連結されている。ここで、前記ハブ６は断面形状
が四角形を呈した角形になり、このハブ６とスプライン
結合する摩擦ディスク５の板面中央にはハブ６の外形と
略相似なハブ嵌め合い穴（ハブの外形寸法よりも嵌め合
い代分だけ大きな穴）が開口している。

【００１３】なお、かかる電磁クラッチ・ブレーキをク
ラッチとして使用する場合には、前記したマグネットボ
ディ１，およびハブ６をそれぞれ回転軸に連結して回転
軸間での動力の伝達，切り離しを行う。また、ブレーキ
として使用する場合にはマグネットボディ１を固定とし
て、ハブ６に連結した回転系に制動力を加える。また、
その動作は周知であり、電磁コイル２が非励磁であれば
ばね７がアーマチュア３を前方に押圧し、摩擦ディスク
５をアーマチュア３と受圧ディスク４との間に挟み込ん
で動力の伝達（クラッチ），ないしは制動（ブレーキ）
を行う。逆に電磁コイル２を励磁すると、その電磁力で
アーマチュア３がばね７に抗してマグネットボディ１に
吸着され、これにより摩擦ディスク５の拘束が解かれて
ラッチ，ブレーキを釈放する。

【００１４】一方、本発明により、前記ハブ６の外周四
隅のうち１箇所のコーナー部にはラジアル方向に穴６ｂ
が穿孔されており、この穴６ｂの中に球状押圧子（ベア
リングボール）９，および球状押圧子９を背後から外方
へ押圧する付勢ばね１０が組み込まれている。なお、前
記穴６ｂの開口部周縁は球状押圧子９が穴から抜け出さ
ないように適宜かしめておくものとする。

【００１５】かかる構成により、ハブ６に摩擦ディスク
５を嵌め合い式にスプライン結合した組立状態では、図
示のように付勢ばね１０のばね力を受けた球状押圧子９
がハブ６のコーナー部から突出して摩擦ディスク５の嵌
め合い穴５ａの内周面のコーナー部に圧接し、摩擦ディ
スク５を偏心的に上方に押しやる。また、その反力で摩
擦ディスク５は四角形の嵌め合い穴５ａの下側２面がこ
れと向かい合うハブ６の外周２面（押圧子を設けたコー
ナーと対角線上の反対側コーナー部を挟んだ左右の２
面）に密着するようになる。これにより、摩擦ディスク
５とハブ６とが安定した状態で噛み合い、外部から加わ
る振動などにより摩擦ディスク５とハブ６との間で衝突
音（バックラッシュ音）の発生することが無くなる。

【００１６】一方、前記の付勢ばね１０はばね圧が強い
ほどハブ６と摩擦ディスク５との間に発生する衝突音の
抑止効果が大きくなる反面、ハブ６と摩擦ディスク５と
の接触面における軸方向の摺動抵抗が大きく作用し、こ
れが原因で電磁クラッチ・ブレーキの空転時に摩擦ディ
スク５と受圧ディスク４との間が軽く触れ合って摺り音
が発生し易くなるという問題がある。

【００１７】この点について、発明者は付勢ばね１０の
ばね圧を様々に変えて実機テストを行ったところ、ばね
圧と発生騒音との間に次記のような関係のあることが明
らかになった。すなわち、摩擦ディスク５の自重をＷと
して、付勢ばね１０のばね圧を２×Ｗ以下に設定した場
合には、摺り音は発生しないが衝突が発生し易くなる。
また、ここから付勢ばね１０のばね圧を高めていくと衝
突音の発生が小さくなるが、ばね圧を７×Ｗ以上に大き
くすると逆に大きな摺り音が発生する。

【００１８】このテスト結果から、付勢ばね１０のばね
圧を摩擦ディスク５の自重の３〜６倍に設定するれば、
衝突音，摺り音ともにその騒音が実際に殆ど耳障りにな
ることがなく、とりわけ５倍に設定した場合に最も高い
減音効果の得られることが確かめられた。なお、図１，
図２の実施例では、前述のように球状押圧子９，付勢ば
ね１０がハブ６の外周コーナー部に組み込まれている
が、図３で示すように摩擦ディスク５の嵌め合い穴５ａ
の内周コーナー部にラジアル方向の穴５ｂを設け、この
穴の中に球状押圧子９，付勢ばね１０を組み込んで実施
しても同様な効果を得ることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、次記の効果を奏する。 １）請求項１，２の構成によれば、ハブの外周コーナー
部，ないしは摩擦ディスクの嵌め合い穴コーナー部のい
ずれか一方にラジアル方向の穴を穿孔し、該穴の中に球
状押圧子，および該球状押圧子を背後からスプライン結
合する相手側部品のコーナー面に押圧する付勢ばね部材
を収設するよう構成し、ここで球状押圧子，付勢ばね部
材を１箇所のコーナー部にのみ設けたことにより、必要
な球状押圧子，付勢ばねが１組で済み、従来構造と比べ
て部品点数の少ない簡易な構造でハブと摩擦ディスクと
の間に生じる衝突音，並びに摩擦ディスクと受圧ディス
クとの間に生じる摺り音を効果的に抑制することがで
き、これにより低騒音の電磁クラッチ・ブレーキを安価
に製作できる。

【００２０】２）また、請求項３により、球状押圧子の
付勢ばね部材のばね圧を、摩擦ディスクの自重の３〜６
倍に設定することで、前記した衝突音，および摺り音を
同時に解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の要部構造を表す断面図

【図２】図１に対応する電磁クラッチ・ブレーキの全体
構造の断面図

【図３】本発明の応用実施例の要部構造を表す断面図

【符号の説明】

１ マグネットボディ ２ 電磁コイル ３ アーマチュア ４ 受圧ディスク ５ 摩擦ディスク ５ａ ハブの嵌め合い穴 ５ｂ，６ｂ 穴 ６ ハブ ９ 球状押圧子 １０ 付勢ばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸上にハブを介して摩擦ディスクが軸
   方向へ可動に連結されている摩擦式電磁クラッチ・ブレ
   ーキであり、外形が正多角形状を呈する角形のハブを摩
   擦ディスクの中央に開口したハブ外形に対応したハブ嵌
   め合い穴に嵌合して両者間をスプライン結合したものに
   おいて、ハブの外周コーナー部，ないしは摩擦ディスク
   の嵌め合い穴の内周コーナー部のいずれか一方にラジア
   ル方向の穴を穿孔し、該穴の中に球状押圧子，および該
   球状押圧子を背後からスプライン結合する相手側部品の
   コーナー部に向けて押圧する付勢ばね部材を収設したこ
   とを特徴とする摩擦式電磁クラッチ・ブレーキ。
2. 【請求項２】請求項１記載の電磁クラッチ・ブレーキに
   おいて、球状押圧子，付勢ばね部材を周上の１箇所のコ
   ーナー部にのみ設けたことを特徴とする摩擦式電磁クラ
   ッチ・ブレーキ。
3. 【請求項３】請求項１ないし２記載の電磁クラッチ・ブ
   レーキにおいて、球状押圧子の付勢ばね部材のばね圧
   を、摩擦ディスクの自重の３〜６倍に設定したことを特
   徴とする摩擦式電磁クラッチ・ブレーキ。