JPH11336815A - クラッチ／ブレ―キ・ユニット - Google Patents

クラッチ／ブレ―キ・ユニット

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JPH11336815A
JPH11336815A JP11115847A JP11584799A JPH11336815A JP H11336815 A JPH11336815 A JP H11336815A JP 11115847 A JP11115847 A JP 11115847A JP 11584799 A JP11584799 A JP 11584799A JP H11336815 A JPH11336815 A JP H11336815A
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JP
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armature
clutch
rotor disk
brake unit
pole
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JP11115847A
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James Alain Pardee
ジェイムズ、アレン、パーディー
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Dana Inc
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Dana Inc
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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
    • F16D27/14—Details
    • 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
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    • F16D59/02—Self-acting brakes, e.g. coming into operation at a predetermined speed spring-loaded and adapted to be released by mechanical, fluid, or electromagnetic means
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキの解放とクラッチの係合とを従来の
ブレーキ／クラッチ・ユニットより一層有効に行なうブ
レーキ／クラッチ・ユニットを提供することにある。 【解決手段】 ブレーキ／クラッチ・ユニット１０は、
ロータアセンブリ１２とアーマチュアセンブリ１６と界
磁殻アセンブリ１８とを備える。ロータアセンブリは、
ロータ円板２２を備える。アーマチュアアセンブリ１６
は、アーマチュア２４と、アーマチュアに連結した出力
部材２６とを備える。界磁殻アセンブリ１８は、界磁殻
３０と１対の永久磁石３２、３４と低い磁気抵抗を持つ
第１及び第２の磁極片３６、３８と高い磁気抵抗を持つ
第３の磁極片４０と界磁コイル４２とを備える。第３の
磁極片４０を第１及び第２の磁極片間に配置する。界磁
殻、永久磁石、磁極片及びアーマチュアは、第１の磁気
回路１０６を形成する。界磁コイルを付勢すると、第２
の磁気回路１１０が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、搭乗芝刈機又は類似の
車両に使うクラッチ／ブレーキ・ユニット（ｃｌｕｔｃ
ｈ／ｂｒａｋｅ ｕｎｉｔ）、ことに比較的低い磁気抵
抗を持つ１対の磁極片を互いに隔離する、比較的高い磁
気抵抗を持つ磁極片を備えブレーキの解放とクラッチの
係合とが比較的有効にできるユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】クラッチ／ブレーキ・ユニットは一般に
搭乗芝刈機（ｒｉｄｉｎｇ ｌａｗｎｍｏｗｅｒ）、農
耕トラクタ又は類似の車両に使い原動機からインプリメ
ント駆動装置［ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｄｒｉｖｅ］（た
とえば芝刈ブレード駆動装置［ｍｏｗｅｒ ｂｌａｄｅ
ｄｒｉｖｅ］）に駆動トルクを選択的に伝え又駆動ト
ルクを伝えていないときは確実な制動トルクを前記駆動
装置に加えるようにしてある。
【０００３】従来のクラッチ／ブレーキ・ユニットは、
縦方向に延びる入力軸に一緒に回転するように連結した
入力部材又はハブと、この入力部材に取り付けたロータ
円板と、このロータ円板から軸線方向に間隔を置いたア
ーマチュアと、このアーマチュアに連結したプーリのよ
うな出力部材とを備える。アーマチュア及び出力部材
は、アーマチュアを第１の軸線方向にロータ円板から遠
ざかる向きに制動部材に対する制動位置に付勢する複数
個のばねにより互いに連結してある。このユニットはさ
らに、ロータ円板のアーマチュアとは反対の側に配置し
た電磁クラッチを備える。このクラッチは固定の界磁殻
内に配置した電気コイルを備える。このコイルに通電す
ることにより、界磁殻、ロータ円板及びアーマチュアの
間に磁気回路を生成しこのアーマチュアを第２の軸線方
向にロータ円板に向かいクラッチ係合位置に引付け、こ
れと同時にアーマチュアを制動材料との係合状態から解
放する。コイルの付勢停止により磁気回路を遮断し、ば
ねによりふたたびアーマチュアを第１の軸線方向に制動
部材に対する制動位置に引付ける。
【０００４】本出願人の従来の米国特許第５，１１９，
９１８号明細書（以下「'９１８」号特許明細書と称す
る）−−この明細書の記述はすべて本説明に参照してあ
る−−に記載してあるように、前記したクラッチ／ブレ
ーキ・ユニットは著しい障害がある。これ等の従来のユ
ニットでは、アーマチュア及び出力部材を相互に連結す
るばねにより全制動力が生ずる。従ってこれ等のばねは
比較的強くなければならない。この場合ブレーキを解放
し、クラッチを係合させるように電磁クラッチにより比
較的高い電磁力を生じなければならない。さらにこれ等
のばねにより生ずる力は、アーマチュアを制動位置から
遠ざかる向きにロータ円板に対するクラッチ係合位置に
向かい引付けるのに伴って増大する。高い電磁力を必要
とするから、クラッチ／ブレーキ・ユニット自体内に又
このクラッチ／ブレーキ・ユニットを備えた任意の車両
又は機械内に一層大形の及び／又は一層高価な電気部品
を使わなければならない。
【０００５】'９１８号特許明細書では本出願人は前記
した欠点を除くことのできるクラッチ／ブレーキ・ユニ
ットについて記載した。とくに本出願人は、制動作用を
生ずるのに複数個の永久磁石を使うクラッチ／ブレーキ
・ユニットについて述べた。界磁殻の半径方向に延びる
フランジと比較的低い磁気抵抗を持つ対応する複数個の
磁極片との間に複数個の磁石を配置する。各磁石は、各
磁石、磁極片、界磁殻及びアーマチュアの間にこのアー
マチュアを第１の軸線方向に各磁極片に対する制動位置
に引付ける磁気回路を生成する。アーマチュアが磁気吸
引作用により制動位置に引付けられるから、アーマチュ
ア及び出力部材を互いに連結するばねはトルクをアーマ
チュアから出力部材に伝えるのに十分なだけ強いだけで
よい。さらにこの磁気回路により生ずる制動力は、アー
マチュアが第２の軸線方向にロータ円板に向かいクラッ
チ係合位置に引付けられる（従来のばねセットブレーキ
の増大する力に逆らって）のに伴って低下する。ブレー
キを解放しアーマチュアをロータ円板との係合状態に持
来すのに必要とする力は一層低いから、このクラッチ／
ブレーキ・ユニットで又このクラッチ／ブレーキ・ユニ
ットを設ける車両又は機械で一層小形の及び／又は一層
安価な電気部品を使うことができる。
【０００６】'９１８号特許明細書に記載してあるクラ
ッチ／ブレーキ・ユニットは従来の技術よりかなり勝っ
ているが、付加的な改良が望ましい。１つの望ましい改
良は、ブレーキを解放しクラッチを係合させるのに必要
な電磁力をさらに減らすことである。'９１８号特許明
細書に記載してあるクラッチ／ブレーキ・ユニットでは
磁石及び磁極片は界磁殻の周辺の半分より小さい角度的
距離を隔てる。従ってコイルを付勢すると、磁石から最
も離れたアーマチュア部分はロータ円板に急速に係合す
る。アーマチュア及びロータ円板間の磁気吸引作用が増
すに伴い、各磁石隣接するアーマチュア部分も又ロータ
円板に係合する。アーマチュアのこの部分をロータ円板
との係合状態に持来すのに必要な力はしかしなお所望値
以上である。
【０００７】他の望ましい改良は、各磁極片の耐久性及
び寿命を増すように炭化クロムのような保護コーティン
グを１個又は複数個の磁極片に施すことができることで
ある。炭化クロムは高い磁気抵抗を持つ。従って従来の
クラッチ／ブレーキ・ユニットでは、アーマチュア及び
各磁極片間の磁気吸引作用従って制動トルクの著しい低
下を招かないようにするには各磁極片に比較的少量のコ
ーティングしか施すことができない。
【０００８】すなわちブレーキでは１つ又は複数の前記
した欠点を最少にし又はなくすことが必要である。
【０００９】
【発明の開示】本発明は、ブレーキを解放しクラッチを
係合させるのに従来のクラッチ／ブレーキ・ユニットに
比べて一層低い電磁力で済むクラッチ／ブレーキ・ユニ
ットを提供する。
【００１０】本発明の目的は、ブレーキの解放とクラッ
チの係合とが従来のクラッチ／ブレーキ・ユニットより
一層有効に行われるクラッチ／ブレーキ・ユニットを提
供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、耐久性及び寿命を増
すように各ユニット部品に保護コーティングを施したク
ラッチ／ブレーキ・ユニットを提供することにある。
【００１２】本発明によるクラッチ／ブレーキ・ユニッ
トは軸に一緒に回転するように連結したロータ円板を備
える。この軸は第１の軸線に沿って延び又ロータ円板は
この軸から半径方向外方に延びる。このクラッチ／ブレ
ーキ・ユニットは又、ロータ円板から軸線方向に間隔を
置いたアーマチュアと、このアーマチュアに連結した出
力部材と、アーマチュアからロータ円板により軸線方向
に間隔を置いた界磁殻とを備える。この界磁殻は半径方
向外方に延びるフランジを備える。このクラッチ／ブレ
ーキ・ユニットはさらに、相互に角度的に互いに間隔を
置いてフランジに連結した第１及び第２の磁極片を備え
る。第１及び第２の磁極片は比較的低い磁気抵抗を持
つ。このクラッチ／ブレーキ・ユニットは又、それぞれ
フランジと第１及び第２に磁極片との間に配置した第１
及び第２の永久磁石を備える。界磁殻、第１及び第２の
永久磁石、第１及び第２の磁極片及びアーマチュアは、
このアーマチュアを第１の軸線方向にロータ円板から遠
ざかる向きに引付け又アーマチュアの第１部分を引付け
て第１及び第２の磁極片に係合させる第１の磁気回路を
形成する。このようにしてアーマチュアは制動位置を占
める。このクラッチ／ブレーキ・ユニットはさらに、フ
ランジに連結され第１及び第２の磁極片間に配置した第
３の磁極片を備える。この第３磁極片は比較的高い磁気
抵抗を持つ。最後にこのクラッチ／ブレーキ・ユニット
は、界磁殻、ロータ及びアーマチュアの間に第２の磁気
回路を選択的に生成する界磁コイルのような生成手段を
備える。第２の磁気回路はアーマチュアを第２の軸線方
向にロータ円板に向かい吸引する。この場合アーマチュ
アの第１の部分に角度的に反対側の第２の部分は先ずロ
ータ円板に係合することにより、第１の部分を第１及び
第２の磁極片の一方から離れさせる。
【００１３】'９１８号特許明細書に記載してあるクラ
ッチ／ブレーキ・ユニットでは、各磁極片に角度的に対
向するアーマチュアの部分が吸引され、ロータ円板に係
合した後にもアーマチュアは、第１及び第２の両磁極片
に係合したままになっていた。しかし第１及び第２の磁
極片の間に第３の磁極片を加えることにより、各磁極片
に角度的に対向するアーマチュア部分がロータ円板に係
合すると、アーマチュアが第１及び第２の磁極片の一方
だけに確実に係合したままになる。アーマチュア及び係
合してない磁極片の間のこのようにして生ずるエアギャ
ップは、制動トルクを生ずる磁気回路を弱め又は遮断す
る。従ってアーマチュアをロータ円板に十分に係合させ
るのに必要な電磁力が一層低くなる。
【００１４】本発明によるクラッチ／ブレーキ・ユニッ
トは、このクラッチ／ブレーキ・ユニット内の制動トル
クに打勝つのに一層低い電磁力で済むから耐久性が増大
し寿命が一層長い。耐久性及び寿命は又、保護炭化クロ
ムコーティングが第３の磁極片に施してあるから増大す
る。'９１８号特許明細書に記載してあるクラッチ／ブ
レーキ・ユニットは、共に磁気制動回路の一部を形成す
る２個の磁極片だけしか使ってなかった。炭化クロムは
高い磁気抵抗を持つから、これ等の磁極片に炭化クロム
を施すとこのクラッチ／ブレーキ・ユニットの制動トル
クに著しい影響を及ぼす。しかし本発明によるクラッチ
／ブレーキ・ユニットでは、磁気制動回路の一部を形成
しない第３の磁極片にこのコーティングを施してもよ
い。第３の磁極片に炭化クロムコーティングを施すと全
部の磁極片の摩耗を減らし従って本発明クラッチ／ブレ
ーキ・ユニットの寿命が延びる。
【００１５】本発明のこれ等の又その他の特徴及び目的
は、実施例により本発明の特徴を示す以下の詳細な説明
及び添付図面から当業者には明らかである。
【００１６】
【実施例】添付図面では同様な参照数字を同様な部品を
表わすのに使ってある。図１及び図２は本発明によるク
ラッチ／ブレーキ・ユニット１０を示す。クラッチ／ブ
レーキ・ユニット１０は搭乗芝刈機、農耕トラクタ又は
類似の車両に使うように設けられ入力軸からインプリメ
ント駆動装置（たとえば芝刈機ブレード駆動装置）にト
ルクを選択的に伝える。クラッチ／ブレーキ・ユニット
１０は又、インプリメント駆動装置にトルクが伝えられ
ていないときにこの駆動装置に確実な制動トルク（ｐｏ
ｓｉｔｉｖｅ ｂｒａｋｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ）を加え
るようにしてある。クラッチ／ブレーキ・ユニット１０
は、とくには前記してない広範囲の種類の車両及び用途
に利用されるのはもちろんである。
【００１７】クラッチ／ブレーキ・ユニット１０は、縦
方向に延びる軸１４のまわりに配置したロータ・アセン
ブリ１２とアーマチュア・アセンブリ１６と界磁殻アセ
ンブリ１８とを備える。ロータ・アセンブリ１２は入力
ハブ２０及びロータ円板２２を備える。アーマチュア・
アセンブリ１６は、アーマチュア２４とプーリのような
出力部材２６と板ばね２８のように出力部材２６をアー
マチュア２４に連結する手段とを備える。界磁殻アセン
ブリ１８は、界磁殻３０と、１対の永久磁石３２、３４
と、比較的低い磁気抵抗を持つ対応する１対の磁極片３
６、３８と、比較的高い磁気抵抗を持つ磁極片４０と、
界磁殻（ｆｉｅｌｄ ｓｈｅｌｌ）３０、ロータ円板２
２及びアーマチュア２４の間に磁気回路を生成する界磁
コイル４２のような手段とを備え、アーマチュア２４を
ロータ円板２２に選択的に係合させるようにしてある。
【００１８】入力ハブ２０は普通の方法で使われクラッ
チ／ブレーキ・ユニット１０の他の部品に対する構造骨
組及び構造支持体を形成する。ハブ２０は粉末金属から
作る。ハブ２０は軸１４の半径方向外側に配置してあ
る。軸１４は、軸線４４に沿い縦方向に延び細くした直
径部分４６を備える。ハブ２０は、軸線方向に延びるキ
ー４８を備え、軸１４の部分４６の周辺に沿って形成し
た軸線方向に延びるキーみぞ（図示してない）内にキー
４８を挿入することにより軸１４に結合してある。クラ
ッチ／ブレーキ・ユニット１０は又、軸１４の部分４６
から軸線方向に間隔を置いてハブ２０内に挿入したスペ
ーサ５０を備える。スペーサ５０は、アーマチュアア・
センブリ１６をクラッチ／ブレーキ・ユニット１０の他
の部品に組付けた関係に支えるのに使われ粉末金属を含
む普通の材料から作る。スペーサ５０は、一般に円筒形
の外面５２と、円筒形の貫通する穴５４と、一方の縦方
向端部のフランジ５６とを持つ。外面５２は１条又は複
数条の軸線方向に延びるキーみぞ５８を備えハブ２０の
キー４８を受入れる。穴５４は、スペーサ５０、ハブ２
０及び軸受６４を軸１４に対し組立てた関係に保持する
ように穴５４を貫いて軸１４の部分４６の穴６２内にね
じ込んだねじ６０又はその他の締付け手段を受入れるよ
うに構成してある。軸受６４の内レース６６は、ハブ２
０の肩部６８とスペーサ５０のフランジ５６との間に固
定してある。
【００１９】ロータ円板２２は、アーマチュア２４に選
択的に係合してトルクを軸１４から出力部材２６に伝え
るようにしてある。ロータ円板２２は、普通の金属又は
鋼を含む金属合金から作ればよい。ロータ円板２２は、
入力ハブ２０により軸１４に連結され軸１４から半径的
外方に延びる。本説明に全内容を参照した本出願人の従
来の米国特許第５，２８５，８８２号明細書（以下'８
８２号明細書と称する）に前記したように、ロータ円板
２２は複数の切欠き（図示してない）を備える。入力ハ
ブ２０の角度的に互いに間隔を置いて半径方向外方に延
びる対応する複数の出張り（図示してない）は前記の切
欠き内に挿入されロータ円板２２及び入力ハブ２０の緊
密なはまり合いが生ずるように拡張させる。ロータ円板
２２は、ロータ円板２２の半径方向周辺のまわりに配置
した軸線方向に延びる環状部材７４を備える。ロータ円
板２２は又半径方向に互いに間隔を置いた複数列の角度
的に互いに間隔を置いたみぞ穴７６を備える。これ等の
みぞ穴の目的はなお詳しく後述する。図示の実施例では
円板２２は３列のみぞ穴７６を備える。しかし列の数と
任意の列内のみぞ穴７６の個数と各みぞ穴７６の寸法及
び形状とは変えてもよいのはもちろんである。
【００２０】アーマチュア２４は、制動トルクを出力部
材２６に伝え、軸１４から部材２６に駆動トルクを選択
的に伝えるように設ける。アーマチュア２４は種種の普
通の金属と鋼を含む金属合金とから作る。アーマチュア
２４は、軸１４の半径方向外方に配置されロータ円板２
２からエアギャップ７８により軸線方向に間隔を置いて
いる。ロータ円板２２と同様にアーマチュア２４は半径
方向に互いに間隔を置いた複数列の角度的に互いに間隔
を置いたみぞ穴８０を備える。これ等のみぞ穴の目的は
さらに詳しく後述する。図示の実施例ではアーマチュア
２４は２列のみぞ穴８０を備える。アーマチュア２４の
みぞ穴８０の半径方向内側の列は、ロータ円板２２のみ
ぞ穴７６の半径方向内側列及び半径方向中央列の間に配
置してある。アーマチュア２４のみぞ穴８０の半径方向
外側の列は、円板２２のみぞ穴７６の半径方向中央列及
び半径方向外側列の間に配置してある。又アーマチュア
２４のみぞ穴８０の列数と任意の１列におけるみぞ穴８
０の個数とみぞ穴８０の寸法及び形状とは変えてもよい
のはもちろんである。
【００２１】出力部材２６は芝刈機ブレード（図示して
ない）のような器具にトルクを伝えるように設けてあ
る。出力部材２６は、プーリを備え又芝刈機ブレード又
はその他の従動装置に普通の方法で連結したベルト（図
示してない）を備える。出力部材２６は種種の普通の金
属と鋼を含む金属合金とから作る。出力部材２６は入力
ハブ２０に対して回転するように軸受６４により支え
る。出力部材２６は、軸受６４の軸線方向の動きを拘束
するのに役立つ１つ又は複数の肩部８２を備える。
【００２２】アーマチュア２４から出力部材２６にトル
クを伝えるように板ばね２８を設けてある。各ばね２８
は又、部材２６に対しアーマチュア２４をロータ円板２
２に対して近づき又遠ざかる向きに軸線方向に移動させ
るようにしてある。ばね２８はステンレス鋼から作る。
ばね２８は、リベット８４又はその他の締付手段を使い
一端部をアーマチュア２４に又第２端部を部材２６に連
結してある。
【００２３】界磁コイル４２を納めるように界磁殻（ｆ
ｉｅｌｄ ｓｈｅｌｌ）３０を設けてある。界磁殻３０
は又、なお詳しく後述するようにロータ円板２２及びア
ーマチュア２４を選択的に係合させる磁気回路の一部を
形成する。界磁殻３０は普通の金属と鋼を含む金属合金
とから作る。界磁殻３０は、横断面が一般にＵ字形でそ
れぞれ半径方向内側及び半径方向外側の環状部材８６、
８８を備える。内側部材８６は、入力ハブ２０に隣接し
その半径方向外側に配置してある。内側部材８６は又軸
受９２の外レース９０に当てがってある。軸受９２は、
界磁殻３０を支えると共に軸１４及び入力ハブ２０を界
磁殻３０の内側部材８６内で回転させるのに使う。軸受
９２は、軸受９２の一方の軸線方向端部で軸１４の肩部
９４により又軸受９２の他方の軸線方向端部で入力ハブ
２０と内側部材８６の肩部９８とにより軸線方向に移動
しないように拘束してある。界磁殻３０の外側部材８８
はロータ円板２２の部材７４の半径方向外側に配置して
ある。界磁殻３０は又、外側部材８８と一体で部材８８
から半径方向外方に延びるフランジ１００を備える。フ
ァスナ（図示してない）は、フランジ１００の切欠き１
０２を貫いて延び、界磁殻３０をエンジンブロック又は
その他の固定構造に固定し、界磁殻３０が回転しないよ
うにする。
【００２４】磁極片３６、３８はアーマチュア２４に対
する制動面を形成する。磁極片３６、３８は普通の金属
及び鋼のような金属合金を含み、比較的低い磁気抵抗を
持つ材料で作る。磁極片３６、３８は、リベット１０４
又はその他の締付手段により界磁殻３０のフランジ１０
０に連結すればよい。各磁極片３６、３８の半径的内側
部分はアーマチュア２４の半径方向外側部分に重なる。
【００２５】図３に示すように永久磁石３２、３４は、
界磁殻３０、永久磁石３２、３４、磁極片３６、３８及
びアーマチュア２４の間に磁気回路１０６を形成するよ
うに設けてある。永久磁石３２、３４はセラミック材で
構成すればよい。永久磁石３２、３４は、それぞれ磁極
片３６、３８とフランジ１００との間に配置されこれ等
の間にリベット１０４により固定してある。永久磁石３
２、３４の半径方向内側及び外側の表面にはプラスチッ
ク材から成る薄い層を配置してある。図示の実施例では
２個の永久磁石３２、３４と２個の対応する磁極片３
６、３８とを設けてある。永久磁石（及び対応する磁極
片）の個数は変えてもよい。しかし以下の説明から明ら
かなように永久磁石（及び磁極片）は、各永久磁石（及
び各磁極片）の間に角度的距離が界磁殻の円周の半分以
下になるように配置しなければならない。永久磁石３
２、３４は、永久磁石３２、３４が互いに反対の極性を
持つ軸線方向に向き合う極を備えるように磁化しなけれ
ばならない。図示の実施例では永久磁石３４の北極は界
磁殻３０のフランジ１００に軸線方向に一層近接するが
永久磁石３２の南極はフランジ１００に軸線方向に一層
近接する。しかし各永久磁石３２、３４の極性は、隣接
する永久磁石の同様な極が軸線方向に互いに反対の的に
向く限り変えてもよい。磁気回路１０６内では磁束は次
の回路、永久磁石３２→磁極片３６→アーマチュア２４
→磁極片３８→永久磁石３４→界磁殻３０のフランジ１
００→磁石３２に沿って流れる。図１に示すようにコイ
ル４２の通電を切るときはつねに、磁気回路１０６はア
ーマチュア２４を第１の軸線方向にロータ円板２２から
遠ざかる向きに制動位置に吸引し磁極片３６、３８に係
合させる。
【００２６】図２に示すように磁極片４０はなお詳しく
後述するようにアーマチュア２４を各磁極片３６、３８
から一層容易に解放できるように設けてある。磁極片４
０は、各磁極片３６、３８間に配置され、粉末金属ステ
ンレス鋼のように比較的高い磁気抵抗を持つ材料から作
ればよい。磁極片４０はアーマチュア２４から磁極片３
６、３８より軸線方向に一層遠い。磁極片４０は、リベ
ット１０８、ねじ又は他の締付手段により界磁殻３０の
フランジ１００に連結してある。磁極片４０の半径方向
外側部分は、アーマチュア２４により覆った磁極片４０
の半径方向内側部分より大きい軸線方向長さを持つ。
【００２７】図４に示すように界磁コイル４２は、当業
界には普通のもので界磁殻３０、ロータ円板２２及びア
ーマチュア２４の間に磁気回路１１０を生成するように
設けられ、ロータ円板２２及びアーマチュア２４を互い
に係合させることにより入力軸１４から出力部材２６に
トルクを伝えるようにしてある。界磁コイル４２は、一
般に環状でプラスチック材内に封入すればよい。コイル
４２は、界磁殻３０の内側部材８６及び外側部材８８の
間に配置され車両蓄電池のような給電源（図示してな
い）に電気的に接続してある。コイル４２に通電する
と、界磁殻３０、ロータ円板２２及びアーマチュア２４
の間に磁気回路１１０が生成する。磁束は、殻３０の外
側部材８８からエアギャップを横切りロータ円板２２の
部材７４に流れる。ロータ円板２２のみぞ穴７６の列と
アーマチュア２４のみぞ穴８０の列とはこの場合図示の
ように磁束をエアギャップ７８を横切りロータ円板２２
及びアーマチュア２４の間に前後に移動させる。この構
造により、ギャップ７８の軸線方向距離が極めて大きく
ても円板２２及びアーマチュア２４間に高トルクの係合
状態を生じさせる。最後に磁束はロータ円板２２から界
磁殻３０の内側部材８６に戻る。
【００２８】磁気回路１１０はアーマチュア２４を第２
の軸線方向にロータ円板２２に向かいクラッチ係合位置
に引付ける。とくに各永久磁石３２、３４に角度的に対
向するアーマチュア２４の部分１１２は先ずロータ円板
２２に係合する。前記したように永久磁石３２、３４
（及び対応する磁極片３６、３８）は界磁殻３０の円周
の半分以下の角度的距離にわたるのがよい。従って磁気
回路１０６内の磁束は界磁殻３０の一部だけを経て移行
しそして磁気回路１１０及び磁気回路１０６間の干渉は
最少になる。さらに永久磁石３２、３４及び磁極片３
６、３８の配置によりアーマチュア２４の部分１１２を
ロータ円板２２に急速に係合させる。図５に明らかなよ
うにアーマチュア２４の部分１１２がロータ円板２２に
係合すると、アーマチュア２４の部分１１４は磁極片３
６、３８の一方から離れる。図示の実施例ではアーマチ
ュア２４が磁極片３８から離れる。'９１８号明細書に
記載してあるクラッチ／ブレーキ・ユニットでは、アー
マチュア２４の係合を離脱するのに十分な磁力が磁気回
路１１０内に生成するまではアーマチュア２４は両磁極
片３６、３８に係合したままになっていた。アーマチュ
ア２４の部分１１４はロータ円板２２に急速に係合する
が、アーマチュア２４をロータ円板２２に十分に係合す
る状態に持来すのに必要な磁力をさらに減らすことが望
ましい。各磁極片３６、３８間に磁極片４０を加えるこ
とにより、アーマチュアエア２４の部分１１２がロータ
円板２２に係合するとアーマチュア２４は磁極片３６、
３８の一方だけに（磁極片４０のほかに）接触したまま
になることができる。アーマチュア２４及び係合してな
い磁極片３８の間に得られるエアギャップは、磁気回路
１０６を弱め又は遮断もする。従って磁極片３６からア
ーマチュア２４の係合を離脱しアーマチュア２４をロー
タ円板２２に十分に係合した状態に持来すのに必要な電
磁力が一層弱くて済む。従ってクラッチ／ブレーキ・ユ
ニット１０は一層有効に作動する。
【００２９】磁極片４０を加えることにより付加的な利
点が得られる。各磁極片３６、３８、４０の耐久性及び
寿命を増すには磁極片３６、３８、４０の１個又は複数
個の少なくとも一部分に炭化クロムのような保護コーテ
ィングを施すことが望ましい。炭化クロムはしかし高い
磁気抵抗を持つ。従って磁極片３６、３８にコーティン
グを施すと、アーマチュア２４及び磁極片３６、３８間
の磁気吸引作用従って制動トルクの著しい低下が生ず
る。しかし本発明では炭化クロムコーティング１１６
は、このコーティングが磁気回路１０６の一部ではない
から、磁極片４０に施してもよい（図２に明らかであ
る）。磁極片４０にコーティング１１６を施すと、磁極
片３６、３８、４０の摩耗を減らすのに役立つことによ
りユニット１０の耐久性を高めその寿命を延ばす。
【００３０】本発明をとくにその好適な実施例について
述べたが、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】本発明によるクラッチ／ブレーキ・ユニットの
１実施例を制動位置で示す横断面図である。
【図２】図１のクラッチ／ブレーキ・ユニットの図１の
２−２線に沿う断面図である。
【図３】図１及び図２のクラッチ／ブレーキ・ユニット
の図２の３−３線に沿い矢印の向きに見た側面図であ
る。
【図４】本発明によるクラッチ／ブレーキ・ユニットを
部分的クラッチ係合位置で示す部分横断面図である。
【図５】図４のクラッチ／ブレーキ・ユニットの５−５
線に沿う部分を拡大して示す側面図である。
【符号の説明】
１０ クラッチ／ブレーキ・ユニット １４ 軸 ２０ 入力ハブ ２２ ロータ円板 ２４ アーマチュア ２６ 出力部材 ３０ 界磁殻 ３２、３４ 永久磁石 ３６、３８、４０ 磁極片 ４２ 界磁コイル（生成手段） ７６、８０ みぞ穴 １００ フランジ １０６、１１０ 磁気回路

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の軸線に沿って延びる軸に、この軸
    と一緒に回転するように連結され、この軸から半径方向
    外方にのびるロータ円板と、 このロータ円盤から軸線方向に間隔を置いたアーマチュ
    アと、 このアーマチュアに連結した出力部材と、 半径方向外方に延びるフランジを備え、前記ロータ円板
    により前記アーマチュアから軸線方向に間隔を置いた界
    磁殻と、 それぞれ比較的低い磁気抵抗を持ち、角度的に相互に間
    隔を置いて前記フランジに連結した第１及び第２の磁極
    片と、 それぞれ前記フランジと、前記第１及び第２の磁極片と
    の間に配置された第１及び第２の永久磁石であって、前
    記界磁殻、前記第１及び第２の磁極片及び前記アーマチ
    ュアと共に、このアーマチュアを第１の軸線方向に前記
    ロータ円板と前記アーマチュアの第１の部分とから遠ざ
    かる向きに引付け前記第１及び第２の磁極片に係合させ
    る第１の磁気回路を形成する第１及び第２の永久磁石
    と、 前記フランジに連結され、前記第１及び第２の磁極片の
    間に配置され、比較的高い磁気抵抗を持つ第３の磁極片
    と、 前記アーマチュアを第２の軸線方向に前記ロータ円板に
    向かい引付ける第２の磁気回路を前記界磁殻と、前記ロ
    ータ円板と、前記アーマチュアとの間において、選択的
    に生成する生成手段であって、前記アーマチュアの前記
    第１の部分に角度的に対向する第２の部分が先ず前記ロ
    ータ円板に係合することにより、前記第１の部分を前記
    第１及び第２の磁極片のうちの一方から係合を離脱する
    ようにする生成手段と、を包含するクラッチ／ブレーキ
    ・ユニット。
  2. 【請求項２】 前記ロータ円板に、半径方向に互いに間
    隔を置いた複数の列の角度的に互いに間隔置いたみぞ穴
    を設けた請求項１のクラッチ／ブレーキ・ユニット。
  3. 【請求項３】 前記アーマチュアに、半径方向に互いに
    間隔を置いた複数の列の角度的に互いに間隔を置いたみ
    ぞ穴を設けた請求項１のクラッチ／ブレーキ・ユニッ
    ト。
  4. 【請求項４】 前記アーマチュアを複数個の板ばねによ
    り前記出力部材に連結した請求項１のクラッチ／ブレー
    キ・ユニット。
  5. 【請求項５】 前記界磁殻に、半径方向外側の環状部材
    を設け、前記ロータ円板に、前記半径方向外側の環状部
    材の半径方向内方に配置した環状部材を設けた請求項１
    のクラッチ／ブレーキ・ユニット。
  6. 【請求項６】 前記第１及び第２の永久磁石の間の角度
    的距離を前記界磁殻の円周の半分以下にした請求項１の
    クラッチ／ブレーキ・ユニット。
  7. 【請求項７】 前記第１の永久磁石の北極が前記第１の
    軸線方向に向き、前記第２の永久磁石の北極が前記第２
    の軸線方向に向くようにした請求項１のクラッチ／ブレ
    ーキ・ユニット。
  8. 【請求項８】 前記第３の磁極片に炭化クロムコーティ
    ングを設けた請求項１のクラッチ／ブレーキ・ユニッ
    ト。
  9. 【請求項９】 半径方向に互いに間隔を置いた第１の複
    数の列の角度的に互いに間隔を置いたみぞ穴を備え、第
    １の軸線に沿って延びる軸に、この軸と一緒に回転する
    ように連結され、この軸から半径方向外方に延びるロー
    タ円板と、 半径方向に互いに間隔を置いた第２の複数の列の角度的
    に互いに間隔を置いたみぞ穴を備え、前記ロータ円板か
    ら軸線方向に間隔を置いたアーマチュアと、 このアーマチュアに連結した出力部材と、 半径方向外方に延びるフランジを備え、前記ロータ円板
    により前記アーマチュアから軸線方向に間隔を置いた界
    磁殻と、 それぞれ比較的低い磁気抵抗を持ち、角度的に相互に間
    隔を置いて前記フランジに連結した第１及び第２の磁極
    片と、 それぞれ前記フランジと、前記第１及び第２の磁極片と
    の間に配置された第１及び第２の永久磁石であって、前
    記界磁殻、前記第１及び第２の磁極片及び前記アーマチ
    ュアと共に、このアーマチュアを第１の軸線方向に前記
    ロータ円板と前記アーマチュアの第１の部分とから遠ざ
    かる向きに引付け前記第１及び第２の磁極片に係合させ
    る第１の磁気回路を形成する第１及び第２の永久磁石
    と、 前記フランジに連結され、前記第１及び第２の磁極片の
    間に配置され、比較的高い磁気抵抗を持つ第３の磁極片
    と、 前記アーマチュアを第２の軸線方向に前記ロータ円板に
    向かい引付ける第２の磁気回路を前記界磁殻、ロータ円
    板及びアーマチュアの間において、選択的に生成する生
    成手段であって、前記アーマチュアの前記第の１部分に
    角度的に対向する第２の部分が先ず前記ロータ円板に係
    合することにより、前記第１の部分を前記第１及び第２
    の磁極片のうちの一方から係合を離脱するようにする生
    成手段と、を包含するクラッチ／ブレーキ・ユニット。
  10. 【請求項１０】 前記アーマチュアを、複数個の板ばね
    により前記出力部材に連結した請求項９のクラッチ／ブ
    レーキ・ユニット。
  11. 【請求項１１】 前記第１及び第２の永久磁石の間の角
    度的距離を前記界磁殻の円周の半分以下にした請求項９
    のクラッチ／ブレーキ・ユニット。
  12. 【請求項１２】 前記第の１永久磁石の北極が前記第１
    の軸線方向に向き、前記第２の永久磁石の北極が前記第
    ２の軸線方向に向くようにした請求項９のクラッチ／ブ
    レーキ・ユニット。
  13. 【請求項１３】 前記第３の磁極片に炭化クロムコーテ
    ィングを設けた請求項９のクラッチ／ブレーキ・ユニッ
    ト。
  14. 【請求項１４】 第１の軸線に沿って延びる軸に、この
    軸と一緒に回転するように連結した入力ハブと、 この入力ハブの半径方向外方に配置され、この入力ハブ
    に回転できるように連結したロータ円板と、 このロータ円板から軸線方向に間隔を置いたアーマチュ
    アと、 出力部材と、 この出力部材を前記アーマチュアに連結する連結手段
    と、 半径方向外方に延びるフランジを備え、前記ロータ円板
    により前記アーマチュアから軸線方向に間隔を置いた界
    磁殻と、 それぞれ比較的低い磁気抵抗を持ち、角度的に相互に間
    隔を置いて前記フランジに連結した第１及び第２の磁極
    片と、 それぞれ前記フランジと、前記第１及び第２の磁極片と
    の間に配置された第１及び第２の永久磁石であって、前
    記界磁殻、前記第１及び第２の磁極片及び前記アーマチ
    ュアと共に、このアーマチュアを第１の軸線方向に前記
    ロータ円板と前記アーマチュアの第１の部分とから遠ざ
    かる向きに引付け前記第１及び第２の磁極片に係合させ
    る第１の磁気回路を形成する第１及び第２の永久磁石
    と、 前記フランジに連結され、前記第１及び第２の磁極片の
    間に配置され、比較的高い磁気抵抗を持つ第３の磁極片
    と、 前記アーマチュアを第２の軸線方向に前記ロータ円板に
    向かい引付ける第２の磁気回路を前記界磁殻と、前記ロ
    ータ円板と、前記アーマチュアとの間において、選択的
    に生成する生成手段であって、前記アーマチュアの前記
    第１の部分に角度的に対向する第２の部分が先ず前記ロ
    ータ円板に係合することにより、前記第１の部分を前記
    第１及び第２の磁極片のうちの一方から係合を離脱する
    ようにする生成手段と、を包含するクラッチ／ブレーキ
    ・ユニット。
  15. 【請求項１５】 前記ロータ円板に、半径方向に互いに
    間隔を置いた複数の列の角度的に互いに間隔を置いたみ
    ぞ穴を設けた請求項１４のクラッチ／ブレーキ・ユニッ
    ト。
  16. 【請求項１６】 前記アーマチュアに、半径方向に互い
    に間隔を置いた複数の列の角度的に互いに間隔を置いた
    みぞ穴を設けた請求項１４のクラッチ／ブレーキ・ユニ
    ット。
  17. 【請求項１７】 前記界磁殻に、半径方向外側の環状部
    材を設け、前記ロータ円板に、前記半径方向外側環状部
    材の半径方向内方に配置した環状部材を設けた請求項１
    ４のクラッチ／ブレーキ・ユニット。
  18. 【請求項１８】 前記第１及び第２の永久磁石の間の角
    度的距離を前記界磁殻の円周の半分以下にした請求項１
    ４のクラッチ／ブレーキ・ユニット。
  19. 【請求項１９】 前記第１の永久磁石の北極が前記第１
    の軸線方向に向き、前記第２の永久磁石の北極が前記第
    ２の軸線方向に向くようにした請求項１４のクラッチ／
    ブレーキ・ユニット。
  20. 【請求項２０】 前記第３の磁極片に炭化クロムコーテ
    ィングを設けた請求項１４のクラッチ／ブレーキ・ユニ
    ット。
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