JPS5814928B2

JPS5814928B2 - 駆動装置

Info

Publication number: JPS5814928B2
Application number: JP54080652A
Authority: JP
Inventors: ドナルド・レロイ・ミラー
Original assignee: Purolator Products Co LLC
Current assignee: Purolator Products Co LLC
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1983-03-23
Also published as: JPS556095A; US4258836A; CA1119536A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、駆動装置、特にスプリング作用によりクラッ
チ係合するとともに電磁的にクラッチ係合を解除して安
全装置としての機能を果す形式のクラッチ装置に関する
ものである。

かかる形式のクラッチ装置においては、電気的エラーが
発生したぱあいにクラッチ装置を介して駆動が維持され
る。

このようなクラッチは自動車のファン駆動との関連にお
いて、きわめて望ましい。

というのは、クラッチへの駆動回路内に電気的エラーが
あるぱあい、これによって自動車が動かなくなれば、き
わめて問題となるからである。

この種のクラッチ装置のだめの電磁的作動体は、一般に
、内側ボデーと、電磁コイルにより設定される磁界の影
響の下に係合・解離をなすアーマチュアとを有する。

アーマチュアはスプリングにより軸方向に離間した状態
に保持される。

そして、アーマチュアと内側ボデーの磁極面との間には
空隙が存在する。

この空隙に磁束が通り、アーマチュアと内側ボデーとが
一緒に軸方向に引かれる。

磁束の通過する経路領域は、コイルの励磁の際に磁束が
通らねばならぬ空隙を除いて、強磁性材料により構成さ
れている。

従って、この空隙が磁束経路全体における磁気抵抗の殆
んどの割合を占めている。

上述の形式のクラッチにおいては、クラッチ係合面が当
接したとき、アーマチュアと内側ボデイとは相対位置に
移動する。

従って、もしクラッチ保合面が相当にまもウしているぱ
あいには、そのまもうに応じて、内側ボデイとアーマチ
ュアの軸方向の位置移動が増加し、その結果磁束が通ら
ねばならない空隙が大きくなる。

従って、空隙はクラッチの使用期間中、徐々に広がって
いくので、最大空隙になったぱあいにも十分強い磁界を
生じて、アーマチュアと内側ボデイとの係合を起こす軸
方向の吸引力を十分に保持できるように、電磁コイルの
仕様を決めねばならない。

従って、電磁コイルの寸法は、いきおい相当に大きくな
ってしまう。

米国特許第４０３０５８３号には、クラッチ面がまもウ
することによって生ずる空隙の増大に関連する問題をお
おむね解決した構造のものが開示されている。

この構造の特徴は、まもうを補償しようとする方式であ
る。

すなわち、そのだめに内側ボデイに回転可能に取付けら
れるとともにそれとは軸方向に移動可能な独立した外側
ボデイを設けてある。

そして、外側ボデイには出力側クラッチ面と保合可能な
第１のクラッチ面が設けられている。

又、外側ボデイはアーマチュアにねじ込みにより連結さ
れ、この状態において、スプリング作動手段は外側ボデ
イをクラッチ係合方向に押圧するように外側ボデイに作
用している。

アーマチュアには当接面が設けられ、この面は両クラッ
チ面がまもウしたぱあいに、出力部材と係合するように
なっている。

そして、この当接面が拡大する空隙の最大量を決める役
目を果している。

アーマチュアが出力部材上の面と当接するようになると
、外側ボデイと相対的に駆動され、その駆動によりそれ
らの間の相対的な軸方向の運動を生じ、外側ボデイを出
力部材のクラッチ面との係合関係に押し進める。

それは、クラッチ装置中に最大トルクが生ずるまでなさ
れる。

その後は、両クラッチ面が装置の通常サイクル状態で係
合し、そして、相当のまもうか生じてまもう補償のだめ
の別のサイクルを引起こす。

外側ボデイとアーマチャアとは単にねじ結合によっての
み相互に連結されているので、通常のクラッチ係合に際
しても、外側ボデイとアーマチュアとの相対的運動は起
こり得、それがまもつの補償を成功させず、アーマチュ
ア面に過度のまもうを引起こすことになる。

従って、この構造においては、別途にリターダが設けら
れていて、それにより、ねじ結合部分は単方向にのみ運
動可能とされて、まもうの補償を行なおうとするもので
ある。

しかし、このような独立した別途のリターダを設けるこ
とは装置のコスト・アップを招くものであり、従って、
このようなリターダがなくてもまもう補償機能が効果的
に果せるクラッチ装置が期待されるところであった。

従って、本発明の目的とするところは、アーマチュアと
外側ボデイとの間にリターダを必要とせず、まもうの補
償性能が十分に発揮され、スプリングにより作動される
とともに電磁的に非作動状態におかれるクラッチ駆動装
置を提供するにある。

かかる本発明の目的は、以下のごとき構成の採用により
得られる。

すなわち、本発明においてはアーマチュアと外側ボデイ
のアツセンブリを出力部材に係合させるように付勢する
半径方向にオフセットした一組のスプリングを設けるよ
うにした。

このスプリングの組によってアーマチュア上に作用する
スプリング力がねじ結合部にプレロードをかける働きを
なし、両クラッチ面が係合する際にアーマチュアと外側
ボデイとの間の相対的運動を遅延させる。

このだめ、外側ボデイとアーマチュアとの間の相対的運
動の影響が実質的に避けられる。

とのまもうの調整は、アーマチュアが出力部材上の面と
当接するようになった際に普通の態様で生ずるようにな
っている。

以下、図面に示す実施例に従って、本発明を詳細に説明
する。

図において、１０はユニット化された駆動装置、１２は
第１部材ないし入力駆動部材、１４は第２部材ないし出
力部材である。

駆動装置１０により入力部材１２と出力部材１４との間
の回転連結が選択的になされる。

入力部材１２は、たとえばエンジン駆動軸であり、出力
部材１４はエンジン冷却ファン上に設けられた部材と想
定してよい。

装置１０は強磁性材料でできた内側ボデイ１６を有する
。

そのボデイ１６は内側スプライン１８により入力部材１
２と連結されている。

内側部材１６は２重軸受２２により静止のコイル・ハウ
ジング２０上で回転可能に設けられている。

この軸受２２はコイル・ハウジング２０に形成された内
孔２４に収容されている。

そして、この軸受２２により内側ボデイ１６の延長部２
６が支持されている。

又、内側ボデイ１６は肩部２８とスナップ・リング・リ
テーナ３０により軸方向の位置が決められている。

外側ボデイを構成する駆動円すい体３２が内側ボデイ１
６と回転し得るようになっている。

これは、だぼ３４によってなされる。

このだぼ３４は内側ボデイ１６の孔３６に嵌入されると
ともに駆動円すい体３２のラジアル面４０に形成された
ポケット３８にスライド可能に挿着されている。

この構成により両者間の相互の軸方向の移動は可能であ
るとともに回転方向には一体的作動が得られる。

勿論、このだぼの構成以外に、たとえば、スプラインに
よる連結構成を採用してもよい。

駆動円すい体３２には円すい形の外面４２が形成され、
それには適宜のまさつ材料よりなるまさつ層４４が接着
剤などにより固着されている。

駆動円すい体３２は軸方向に運動自在であり、ハプ４６
と保合・離脱し得るようになっている。

このハブ４６には円すい体３２と対応する円すい形状の
座部分４Ｂが形成されている。

ハブ４６は軸受５０により回転可能に支持され、その軸
受５０は内側ボデイ１６の第２の延長部５２上に支持さ
れている。

又、ハプ４６は一対のスナップ・リング５４、肩部５６
及び５８により軸方向に動かないように固定されている
。

肩部５６はハプ４６に形成され、肩部５８は内側ボデイ
の第２の延長部５２に形成されている。

これら軸方向拘束手段はクラッチ面の保合時に生ずる反
作用を吸収する役目を果す。

駆動円すい体３２をハブ４６から離脱させるだめの電磁
的に作動する手段を構成するために、強磁性のアーマチ
ュア６０が設けられ、このアーマチュア６０は駆動円す
い体３２との間に形成されたねじ連結部６２により、そ
の円すい体３２とともに軸方向に運動可能である。

この構成により、アーマチュア６０と円すい体３２とは
軸方向には一体に運転するが、ねじ連結部６２のところ
で両部材の相対的回転操作を行なえば、軸方向に相対的
な位置関係が調整される。

アーマチュア６０及び円すい体３２は圧縮スプリング６
４．６６によって軸方向に沿って付勢され、円すい体３
２の係合がなされる。

圧縮スプリング６４ぱ円すい体３２上に直接作用する。

このスプリング６４は内側ボデイ１６に形成されたポケ
ット６８に装着されるとともに円すい体３２のラジアル
面に形成されたくぼみ７０に係合している。

他方の圧縮スプリング６６は、スプリング６４に比べて
半径方向により内側に入ったところにおいて、内側ボデ
イ１６に形成されたポケット７２内に配置されるととも
にアーマチュア６０に固着された減摩スラストワツシャ
Ｔ４に当接している。

アーマチュア６０は停止面Ｔ６と対向して配置されてい
る。

停止面７６はまさつ層４４がまもうしてきたときにアー
マチュア６０のラジアル面に当接するようになる。

これによって、アーマチュア６０と内側ボデイ１６のラ
ジアル面との間の空隙Ａの最大量が規定される。

７８は電磁コイルで、定置されたコイル・ハウジング２
０内に収納されている。

コイル７８はたとえば、ファン駆動用のサーモスタット
・スイッチなどの外部制御回路によって、リード線８０
を介して励磁されたとき、アーマチュア６０を吸引して
内側ボデイ１６に係合させるとともに駆動円すい体３２
を離脱させる。

コイル７８が何らかの理由で消磁されたばあい圧縮スプ
リングの組６４．６６が円すい体３２を付勢し、ハプ４
６の円すい面４８に係合させる。

上述したように、まさつ層４４が一定の量まもラしてき
だとき、停止面７６がアーマチュア６０に係合するよう
になる。

この係合により、アーマチュア６０の回転を遅らせ、円
すい体３２と相対的に回転させる。

円すい体３２ぱだぼ３４により入力軸速度で駆動される
。

ねじ連結部６２のところでアーマチュア６０と円すい体
３２との相対的回転が生ずる結果、円すい体３２はハブ
４６との係合をより強める方向に押し進められる。

そして、それによりスプリング６４．６６による付勢力
が増大し、まさつ部分のまもうを補償する。

円すい体３２上全体よりは、むしろ内側のスプリング６
６によってアーマチュア６０上に作用する係合スプリン
グ圧の少なくとも一部分によって、ねじ結合部６２にプ
レロードが与えられる。

そのため、不用意な相対回転が避けられるので、アーマ
チュア６０と円すい体３２との間の望ましくない移動を
防ぐことができる。

アーマチュア６０と円すい体３２との間の望ましくない
軸方向の位置変化を生ずるような相対回転は、アーマチ
ュア６０の慣性により起される傾向にある。

従って、上述の相対回転は、まもうがまだ調整を生じな
いような限界内にあるとき、円すい体３２の最初の係合
のときに生ずる傾向にある。

従って、不用意な調整動作を防止し、アーマチュア６０
と停止面７６との係合によりなされる調整動作を無効と
して本発明の所期の目的を得ようとするような独立した
リターダは必要とされない。

なお、本発明における駆動装置１０は入力を、回転する
出力あるいは静止の出力に連結する駆動装置（ドライブ
・ユニット）に、狭義に言えば、クラッチ装置又はブレ
ーキ装置に応用できる。

又、入力、出力は外部との連結関係で決まる相対的用語
であり、実施例中で使われている入力部材ないし入力軸
は出力部材ないし出力軸として用いる構成も、勿論、本
発明に含まれるべきである。

又、実施例においては、円すいクラッチないしブレーキ
を例として説明したが、これは、両クラッチ部材の軸方
向の位置に関して、まもうか比較的大きく影響してくる
からである。

しかし、本発明が他のまさつクラッチにも適用できるこ
とは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例のクラッチ駆動装置を軸方
向に沿って上半分を破断して示す図、第２図は第１図の
側面図である。１０・・・駆動装置、１２・・・第１部材又は入力部材
、１４・・・第２部材又は出力部材、１６・・・内側ボ
デイ、３２・・・駆動円すい体、４６・・・・・ブ、６
０・・・アーマチュア、６２・・・ねじ連結部、６４．
６６・・・圧縮スプリング。

Claims

【特許請求の範囲】１第１及び第２の部材相互の駆動連結を選択的に果す
ために、第１の部材に回転可能に連結された強磁性の内
側ボデイと；第１の部材により回転駆動されるように軸
方向に可動な外側ボデイと；第２の部材に連結されると
ともに外側ボデイの第１方向への軸方向運動によって外
側ボデイとまさつ係合し得るように位置づけられ、かつ
前記第１の方向とは反対の第２の方向への軸方向運動に
よってまさつ係合から解離されるハブと；電磁コイルと
そのコイルの励磁により内側ボデイと係合するように第
２の方向に軸方向に沿って吸引される強磁性アーマチュ
アとを有するとともに前記外側ボデイを第２の方向に運
動させる電磁的解除手段と；ハプと外側ボデイとのまさ
つ係合によるまもうの程度が一定値に達した後に相互に
当接するように前記アーマチュアとハプに形成された当
接面と；前記外側ボディをハブとまさつ係合するように
押圧するスプリング作動手段と；前記アーマチュアと外
側ボデイとの間の相対的回転時に両者間の相対的軸方向
運動を生じさせるようにアーマチュアと外側ボデイとを
連結する連結手段と；を備え、前記スプリング作動手段
はその連結手段を介してアーマチュアと外側ボデイとを
軸方向に押圧するようにアーマチュア上に作用する第１
のスプリング手段と、前記外側ボデイに直接作用する第
２のスプリング手段とよりなり、これら第１及び第２の
スプリング手段がアーマチュアと外側ボデイの間の前記
連結手段に作用し、それによって、前記連結手段にプレ
ロードが付与されることを特徴とする、スプリングによ
り作動されるとともに電磁的に解離する駆動装置。２前記アーマチュアと外側ボデイとの間の連結手段は
それら両部材間のねじ連結部より構成されてなる特許請
求の範囲第１項記載の駆動装置。３前記外側ボデイは駆動円すい体よりなり、外側ボデ
イが前記第１方向へ軸方向に運動したときにその駆動円
すい体と係合する対応の円すい係合面が前記ハブに形成
されてなる特許請求の範囲第１項記載の駆動装置。４アーマチュア上に作用する前記第１のスプリング手
段と外側ボデイ上に作用する前記第２のスプリング手段
は半径方向にそれぞれオフセットした位置におかれだ圧
縮スプリングの組よりなり、第１のスプリング手段を構
成する圧縮スプリングの組が内側ボデイとアーマチュア
との間に設けられてなる特許請求の範囲第１項記載の駆
動装置。５前記内側ボデイとアーマチュアとの間に設けられた
圧縮スプリングの組は内側ボデイに形成されたポケット
に収納されるとともにその各圧縮スプリングの端部とア
ーマチュアとの間にスラスト・ワツシャが配置されてな
る特許請求の範囲第４項記載の駆動装置。