JPH0882328A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 小型、軽量、構造簡単、大容量であり、摩擦
による発熱、摩擦、耐久性低下、騒音等が生じないクラ
ッチ装置を提供する。 【構成】 エンジンのトルクが入力する中空のプーリ７
と、補機側のハブ９と、径方向内側に開口したプーリ７
側の周溝１１及び周溝１１に貫入したハブ９側の凸部１
３との間に形成された空間１５と、空間１５内に配置さ
れ雰囲気温度で凝固してプーリ７とハブ９とを連結し、
溶融すると連結を解除するはんだ１７とを有するクラッ
チ部１９と、はんだ１７を加熱して溶融させクラッチ部
１９の連結を解除する電熱ヒータ２１とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、動力を断続するクラ
ッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平４−１８１０２７号公報に図４の
ような電磁クラッチ装置２０１が記載されている。これ
は、軸２０３側に板ばね２０５を介して連結された摩擦
板２０７とプーリ２０９とからなるクラッチ２１１と、
電磁コイル２１３とで構成されており、電磁コイル２１
３により摩擦板２０７をプーリ２０９に吸引して締結さ
れる。

【０００３】このような摩擦クラッチ装置を締結するア
クチュエータは、電磁コイルの他に油圧でピストンを駆
動する油圧アクチュエータ等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのアク
チュエータは、特に、車載用には大型で重く、構造も複
雑である。又、摩擦クラッチにはクラッチ板の滑りがあ
るから、アクチュエータに充分強力なものを使えないと
所定のクラッチ容量が得られず、滑り（摩擦）による発
熱、磨耗、耐久性低下等の問題があり、更に、電磁クラ
ッチには締結時の滑りによる鳴きの問題がある。

【０００５】そこで、この発明は、小型、軽量、構造簡
単で大容量が得られると共に、摩擦による発熱、磨耗、
耐久性低下、騒音などから開放されるクラッチ装置の提
供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１発明のクラッチ装置
は、トルク源からのトルクが入力する入力部材と、被駆
動機側へトルクを出力する出力部材と、これら両部材の
間に形成された空間と、この空間内に配置され雰囲気温
度で凝固してこれら両部材を連結し、溶融するとこの連
結を解除する連結物質とを有するクラッチ部と、前記連
結物質を加熱して溶融させ、クラッチ部の連結を解除す
る加熱手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】第２発明のクラッチ装置は、空間が、径方
向内側に開口した周溝とこの周溝に貫入した凸部との間
に形成され、加熱手段が、凸部と周溝の少なくとも一方
に配置された請求項１のクラッチ装置である。

【０００８】第３発明のクラッチ装置は、入力部材と出
力部材の一方が中空のプーリであり、他方がプーリの内
周に貫入した軸部材であり、プーリ側に周溝が設けら
れ、軸部材側に凸部が設けられた請求項２のクラッチ装
置である。

【０００９】第４発明のクラッチ装置は、加熱手段が、
電熱ヒータである請求項１、２又は３のクラッチ装置で
ある。

【００１０】第５発明のクラッチ装置は、空間の内部に
おいて、入力部材と出力部材の少なくとも一方に回転方
向の凹凸が設けられた請求項１、２、３又は４のクラッ
チ装置である。

【００１１】第６発明のクラッチ装置は、連結物質が、
はんだ又は低融点合金である請求項１、２、３、４又は
５のクラッチ装置である。

【００１２】

【作用】各発明のクラッチ装置では、入力部材と出力部
材との間に配置された連結物質は雰囲気温度で凝固して
クラッチ部が連結し、連結物質を加熱手段で加熱して溶
融すると、クラッチ部の連結が解除される。

【００１３】このように、連結物質の凝固と溶融とを利
用してクラッチ部の連結と連結解除とを行う構成である
から、摩擦クラッチをアクチュエータの駆動力で締結す
る従来例と異なって、クラッチ部そのものが小型、軽
量、構造簡単で、トルク伝達容量が大きい。又、電磁コ
イルや油圧アクチュエータを用いない構成であり、これ
に加えて、加熱手段に電熱ヒータのような小型のものを
用いることが出来るから、クラッチ装置全体は更に小型
軽量で構造が簡単であり、特に車載性に優れている。

【００１４】更に、摩擦クラッチのような摺動部がない
から、滑りによる発熱、磨耗、耐久性低下、鳴き等が発
生しない。

【００１５】又、例えば、過負荷等で被駆動機がオーバ
ーヒートし雰囲気温度が異常に上昇すると、連結物質が
溶融して連結が解除され、被駆動機が切り離される。こ
のように、この発明のクラッチ装置は安全装置としても
機能する。

【００１６】第２発明と第３発明は、径方向内側に開口
した周溝と、この周溝に貫入した凸部とで空間を形成し
た。従って、周溝が入力部材側に形成された場合でも、
溶融状態の連結物質は遠心力を受けても空間の外部に飛
び出すことがない。

【００１７】第４発明は、加熱手段に電熱ヒータを用い
た構成であり、この場合第３発明のように、加熱手段を
プーリのような狭い箇所に組み込むことが出来る。

【００１８】又、第５発明は、入力部材と出力部材の少
なくとも一方に回転方向の凹凸を設けて、連結時（連結
物質の凝固時）のトルク伝達容量を大きくしている。

【００１９】第６発明は、連結物質に、はんだ又は低融
点合金を用いた。これらの連結物質は、安価であり、常
温で速やかに凝固すると共に溶融点が低いから、小型の
電熱ヒータでも迅速な断続操作を行うことができる。

【００２０】なお、低融点合金とは、Ｓｎ（すず）より
融点の低い金属及び合金の総称であり、一般に、Ｂｉ、
Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｉｎ等の低融点金属の合金である。

【００２１】

【実施例】図１、２、３により本発明の一実施例を説明
する。図１はこの実施例を用いた車両の補機駆動装置を
示している。この実施例は、第３、５、６発明の特徴を
備えている。なお、符号を与えていない部材等は図示さ
れていない。

【００２２】図１は、実施例のクラッチ装置１、補機の
ケーシング３及び入力軸５等を示している。

【００２３】クラッチ装置１は、中空のプーリ７（入力
部材）、ハブ９（出力部材：軸部材）、周溝１１、凸部
１３、空間１５、はんだ１７（連結物質）等を有するク
ラッチ部１９、電熱ヒータ２１（加熱手段）、車載バッ
テリ２３等を備えている。

【００２４】プーリ７は、ベアリング２５を介してケー
シング３のボス部２７外周に支承されており、ベルトを
介してクランクシャフト側のプーリに連結され、エンジ
ン（トルク源）により回転駆動される。ハブ９は、入力
軸５にスプライン連結され、ワッシャ２９とボルト３１
によって固定されている。

【００２５】図２に拡大して示したように、周溝１１は
プーリ本体３３にリング３５を溶接して形成されてお
り、径方向の内側に開口している。又、凸部１３はハブ
９に形成されており、周溝１１に貫入し周溝１１との間
に空間１５を形成している。凸部１３は、ハブ本体３７
とリング部材３９とからなり、これらの間にはリング状
の電熱ヒータ２１が配置されている。

【００２６】空間１５には、はんだ１７が充填されてい
る。はんだ１７は、Ｓｎ−Ｐｂ系のものであり、常温で
凝固し、電熱ヒータ２１で加熱されると溶融する。はん
だ１７が凝固すると、周溝１１（プーリ７）と凸部１３
（ハブ９）とがはんだ１７を介して固着され、クラッチ
部１９が連結される。又、はんだ１７が溶融するとクラ
ッチ部１９の連結が解除される。

【００２７】はんだ１７は溶融状態でプーリ７と共に回
転するが、周溝１１が径方向の内側に開口しているか
ら、遠心力を受けてもはんだ１７が空間１５から外部に
飛び出すことはない。

【００２８】又、図３のように、凸部１３の外周には回
転方向に凹凸４１が形成されており、凸部１３と凝固時
のはんだ１７との滑りを防止して、クラッチ部１９のト
ルク伝達容量を大きくしている。

【００２９】ハブ９の外周には、スリップリング４３，
４５が固定され、ケーシング３のボス部２７内周には、
スリップリング４３，４５と各別に摺動するブラシ４
７，４９が固定されている。

【００３０】電熱ヒータ２１は、リード線５１によりス
リップリング４３とブラシ４７及びＯＮ−ＯＦＦスイッ
チ５３を介してバッテリ２３のプラス極に接続されてい
る。又、バッテリ２３のマイナス極はリード線５５によ
りケーシング３に接続されている。ケ−シング３とブラ
シ４９とスリップリング４５とハブ９は、バッテリ２３
と電熱ヒータ２１とを接続するマイナス側回路の一部を
なしている。

【００３１】ＯＮ−ＯＦＦスイッチ５３は、コントロー
ラにより、補機の負荷やエンジン回転数の変動等に応じ
てＯＮ−ＯＦＦ操作される。ＯＮ−ＯＦＦスイッチ５３
がＯＦＦ操作されると、電熱ヒータ２１によるはんだ１
７の加熱が停止してはんだ１７が凝固し、クラッチ部１
９が連結され補機が駆動される。又、ＯＮ−ＯＦＦスイ
ッチ５３がＯＮ操作されると、電熱ヒータ２１によりは
んだ１７が加熱されて溶融し、クラッチ部１９の連結が
解除されて補機の回転が停止する。

【００３２】クラッチ部１９の連結時は、上記のように
凸部１３に設けられた凹凸４１によって、クラッチ容量
が更に大きくされている。

【００３３】こうして、クラッチ装置１が構成されてい
る。

【００３４】上記のように、クラッチ装置１は、摩擦力
によって動力を伝達するのではなく、入力部材と出力部
材とをはんだ１７で一体に連結して動力を伝達するよう
に構成したから、クラッチ部１９は小型軽量でありなが
らトルク伝達容量が極めて大きく、その上、構造が簡単
であり、動作に伴う騒音が殆ど発生せず非常に静粛であ
る。

【００３５】又、電磁コイルや油圧アクチュエータを用
いないから、クラッチ装置１全体も小型軽量、構造簡単
で、特に車載性に優れている。

【００３６】はんだ１７は、常温で速やかに凝固すると
共に溶融点が低いから、電熱ヒータ１９のような小型の
加熱手段でも迅速な断続操作を行うことができると共
に、電熱ヒータ２１のような小型の加熱手段は、クラッ
チ装置１のようにプーリ７とハブ９間の狭い配置箇所
（プーリ７とハブ９とを連結するフランジ部）に組み込
むことが出来る。

【００３７】更に、補機が過負荷等でオーバーヒートし
温度が異常に上昇すると、はんだ１７が溶融して連結が
解除され、補機が切り離されて破損が防止される。この
ように、クラッチ装置１は安全装置としても機能する。

【００３８】なお、この発明において、加熱手段や、ク
ラッチ容量を増大させる回転方向の凹凸は、出力部材側
に設けても、あるいは入力部材側と出力部材側の両方に
設けてもよい。

【００３９】又、連結物質は、はんだや低融点合金に限
定されない。雰囲気温度で速やかに凝固し、凝固した時
の強度が充分に大きい等の所要の物性が得られれば、例
えば、他の金属や合金あるいはプラスティックでもよ
い。

【００４０】又、はんだにはＳｎ−Ｐｂ系以外に多種類
のはんだがあり、低融点合金にも種々の組成がある。こ
れらの中から所要の物性を備えたものを選択する。

【００４１】

【発明の効果】各発明のクラッチ装置は、入力部材と出
力部材とを連結物質で一体にして連結するように構成し
たから、摩擦クラッチをアクチュエータの駆動力で締結
する従来例と異なって、クラッチ部が小型、軽量、構造
簡単で、クラッチ容量が極めて大きく、これに加えて、
電磁コイルや油圧アクチュエータを用いないと共に、加
熱手段に電熱ヒータのような小型のものを用いることが
出来るから、装置全体は更に小型軽量で構造が簡単にな
り、特に車載性に優れている。

【００４２】又、摩擦クラッチのような摺動部がないか
ら、滑りによる発熱、摩耗、耐久性低下、騒音等が発生
しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ クラッチ装置 ７ プーリ（入力部材） ９ ハブ（出力部材：軸部材） １１ 周溝 １３ 凸部 １５ 空間 １７ はんだ（連結物質） １９ クラッチ部 ２１ 電熱ヒータ（加熱手段） ４１ 凹凸

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トルク源からのトルクが入力する入力部
   材と、被駆動機側へトルクを出力する出力部材と、これ
   ら両部材の間に形成された空間と、この空間内に配置さ
   れ雰囲気温度で凝固してこれら両部材を連結し、溶融す
   るとこの連結を解除する連結物質とを有するクラッチ部
   と、前記連結物質を加熱して溶融させ、クラッチ部の連
   結を解除する加熱手段とを備えたことを特徴とするクラ
   ッチ装置。
2. 【請求項２】 空間が、径方向内側に開口した周溝とこ
   の周溝に貫入した凸部との間に形成され、加熱手段が、
   凸部と周溝の少なくとも一方に配置された請求項１のク
   ラッチ装置。
3. 【請求項３】 入力部材と出力部材の一方が中空のプー
   リであり、他方がプーリの内周に貫入した軸部材であ
   り、プーリ側に周溝が設けられ、軸部材側に凸部が設け
   られた請求項２のクラッチ装置。
4. 【請求項４】 加熱手段が、電熱ヒータである請求項
   １、２又は３のクラッチ装置。
5. 【請求項５】 空間の内部において、入力部材と出力部
   材の少なくとも一方に回転方向の凹凸が設けられた請求
   項１、２、３又は４のクラッチ装置。
6. 【請求項６】 連結物質が、はんだ又は低融点合金であ
   る請求項１、２、３、４又は５のクラッチ装置。