JPS61244931A - 電磁パウダ−式クラツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、駆動側回転体であるドライブメンバと被駆動
側回転体であるドリブンメンバとの間に動作空隙を形成
し、この動作空隙に磁粉を充填し、この磁粉を電磁力に
より結着させてドうイブメンバとドリブンメンバの連結
を行なう電磁パウダー式クラッチにおいて、特にドライ
ブメンバ及びドリブンメンバの動作面（磁粉が結着する
面）の改良に関するものであって、車両エンジンの動力
伝達系等に用いるものである。

（従来の技術） 従来、この種のクラッチにおける上記動作面は一般に耐
摩耗性を考慮して硬質クロムメッキを施していた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、電磁パウダークラッチの連結が磁粉相互の磁
気的な連結力に加え、磁粉と動作面間の摩擦力により行
なわれていることを考慮すると、非磁性体である硬質ク
ロムメッキを動作面に施すことは、動作面と磁粉との磁
気的な連結力の低下が生じるため、摩擦力が減り、クラ
ッチ性能低下の原因となっている。

本発明は上記点に鑑み、磁粉と動作面との間の磁気的連
結力の増大を図り、クラッチ性能を向上することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、動作空隙を形成す
るドライブメンバとドリブンメンバの対向面の双方また
は一方に、磁性ステンレス板を接合するという技術的手
段を採用する。

（作用） 上記の技術的手段によれば、磁性ステンレス板が良好な
磁気特性を有することに加え、耐食性。

耐熱性、耐摩耗性等の緒特性にも優れているので、電磁
パウダー式クラッチの伝達トルク容量を耐久性の低下が
生じることなく良好に向上することができる。

本発明の好ましい実施例においては、上記磁性ステンレ
ス板をドライブメンバまたはドリブンメンバに全周溶接
した後に、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ処理）により高温
高圧接合するという接合手段を用いたので、金属同志が
強固に拡散接合し、接合部全面にわたって均一で隙間の
ない良好な接合を得ることができる。

（実施例） 以下本発明を図示の実施例について説明する。

第１図において、１は駆動側回転体であるところのドラ
イブメンバであり、このドライブメンバ１は左右２つ割
りの磁性体からなるヨーク２ａ。

２ｂ内に励磁コイル３を収容するようになっている。そ
して、一方のヨーク２ａにはフランジ４およびフロント
カバー５を取り付け、かつ他方のヨーク２ｂにはドリブ
ンホルダ６と、このドリブンホルダ６に固着されたリヤ
ラビリンス７および同じくドリブンホルダ６に取着され
た電流供給部としてのスリップリング８．８を一体的に
取り付けている。前記フロントカバー５およびリヤラビ
リンス７は例えばアルミニウムなどのごとき非磁性体に
より形成され、これらのフロントカバー５およびリヤラ
ビリンス７の先端部５ａおよび７ａは被駆動側回転体で
あドリブンメンバ２０の内周面に対向させられている。

車両用エンジンの動力伝達系のクラッチとして使用する
場合には、上記フランジ４にボルト９を介してリングギ
ア１０を連結し、このリングギア１０をクランク軸１１
に連結するようになっている。

上記スリップリング８．８にはブラシ１２．１２が摺接
されており、これらブラシ１２．１２はブラシホルダ１
３に取着されている。なお、ブラシホルダ１３は図示し
ないクラッチカバーに固定される。

被駆動側回転体としてのドリブンメンバ２０は磁性体に
より形成されており、中心部にハブ２１を図示しないボ
ルトによって一体的に固定しである。ハブ２１には車両
のトランスミッション側のインプットシャフト２２がス
プライン２３を介して係合されるようになっており、従
ってドリブンメンバ２０とインプットシャフト２３は一
体的に回転する。ハブ２１はサークリップ２４．２５に
より固定された軸受２６を備え、この軸受２６は前記ド
リブンホルダ６を回転自在に、しかしながら軸方向へは
移動しないように支持している。そして、ドリブンメン
バ２０の内周面には、上記フロントカバー５の先端部５
ａおよびリヤラビリンス７の先端部７ａに対向して、永
久磁石１５．１６が設けられている。永久磁石１５．１
６は、好ましくはゴム磁石であり、ドリブンメンバ２０
の内周面全周に亘って環状をなしている。そして、これ
ら永久磁石１５．１６と上記フロントカバー５の先端部
５ａおよびリヤラビリンス７の先端部７ａとの間には微
小間隙が確保されている。

ドライブメンバ１の内周面とドリブンメンバ２０の外周
面との間には動作空隙２７が形成されており、この動作
空隙２７内には第２図、第３図に拡大図示するごとく磁
粉２８が充填されている。

この磁粉２８は励磁コイル３によって励磁されると、磁
粉２８相互の磁気吸引力および磁粉２８とドライブメン
バ１ならびにドリブンメンバ２０の動作面との摩擦力に
より、ドライブメンバ１の回転トルクをドリブンメンバ
２０に伝達し、これら両者を一体的に回転させる。この
ドライブメンバ１の内周面とドリブンメンバ２０の外周
面には、第３図に示すごとく磁性ステンレス板の層１゛
。

２０”が一体に接合されている。この磁性ステンレス板
の具体的材質としては、５ＵＳ４１０ＳあるいはＭ、Ｅ
ＲＩＦ等の電磁ステンレスが好ましい。

また、磁性ステンレス板としては、０．５〜２ｆｌ程度
の薄板を用いる。

次に、磁性ステンレス板の接合方法の具体例について詳
述すると、厚さ０．５〜２ｍｍの電磁ステンレス（ＳＵ
Ｓ４１０３等）薄板をドライブメンバ（材質は５ＩＯＣ
）１及びドリブンメンバ（材質は５ＩＯＣ）２０の動作
面部に電子ビーム溶接あるいはアルゴン溶接等を用いて
全周溶接する。

この溶接に際しては、溶接部にピンホール等の欠陥がな
く、かつ溶接により電磁ステンレス板とドライブメンバ
ｌあるいはドリブンメンバ２０との接合部が完全に大気
としゃ断され、密閉されていることが重要である。

このように溶接したものを熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）
により高温高圧接合した。ＨＩＰには圧力媒体としてＡ
ｒガスあるいはＮ２ガスを用いて、圧力と温度を同時上
昇、あるいは圧力を上げた後温度を上昇させて所望の圧
力及び温度で一定時間保持した。その際の圧力は５００
〜２０００気圧、温度は１１００〜１３００℃とし、そ
の状態で１〜２時間保持した後、常温、常圧まで下げた
。

以上のようにして作製したドライブメンバ１及びドリブ
ンメンバ２０と磁性ステンレス板層１゜２０゛との接合
部の接合状態を、断面の光学顕微鏡観察及びＥＰＭＡ分
析によって調べたところ、接合部には空隙は全く存在せ
ず、電磁ステンレスとＳＩ　ＱＣが互いに拡散して完全
に金属接合していることがわかった。また、実機耐久試
験においても磁性ステンレス板Ｆ！１’、２０’　の剥
離は生じず、試験後の接合部の断面を観察しても試験前
と全く変化していないことから、接合が強固なものであ
ることが判明した。ＨＩＰの接合条件を上記以外にした
場合は、低圧では空隙が残り、低温では十分に拡散接合
しておらず、良好な接合状態が得られなかった。

次に、上記構成において本実施例の作動を説明する。第
１図において、エンジンから動力がクランク軸１１を介
してリングギア１０からドライブメンバ１に伝達される
ので、ドリブンメンバｌはエンジンの回転とともに一体
的に回転している。

いま、励磁コイル３に通電して磁粉２８が存在している
動作空隙２７に磁束を生じさせると、磁粉２８が磁化さ
れ、磁粉相互の磁気的な結合力および磁粉２８と動作面
との摩擦力によってエンジンの動力がドリブンメンバ２
０に伝達される。従って、バブ２１からスプライン２３
を介してトランスミッションのインプットシャフト２２
にエンジンの動力が伝達される。上記動作空隙２７に磁
束を生じさせるコイル３にはブラシ１２．１２からスリ
ップリング８．８を介して給電され、コイル３に電流が
流れることにより、ヨーク２　ａ　＋　　２　ｂ　＋動
作空隙２７．ドリブンメンバ２０を通る磁気回路が形成
されて磁束を発生する。よって、コイル３への励磁電流
の有無により回転トルクの伝達の可、不可が決定される
。コイル３に通電された状態では磁粉２８が動作空隙２
７内で最も強く磁化されるが、通電を断った場合には解
放状態となり、磁粉２８が遠心力によりドライブメンバ
１の内面に押しつけられて完全に連結が断たれる。ここ
で、電磁パウダークラッチの連結時には磁粉相互の磁気
的な結合力および磁粉と動作面との摩擦力によって動力
の伝達が行なわれているが、従来動作面にはスリップ状
態および無励磁状態における硼粉と動作面とのすべりに
よる動作面の耐摩耗性を考慮し硬質クロムメッキを施し
てあり、この硬質クロムメッキが非磁性であるため、動
作面と磁粉の連結力が低下し動力の伝達能力低下の原因
となっている。本発明者らはこの確認のためモデル実験
により硬質クロムメッキの接線力への影響を検討した。

ここで、接線力とは対向する動作面の一方を固定した場
合の他方の動作面を引っ張る時の力を表わし、クラッチ
の動力伝達能力に相当するものである。実験は第４図に
示す様に鉄製の平面鉄心の作動面３０に硬質クロムメッ
キ３１を厚さ５０μ施した場合と、厚さ０．９龍の磁性
ステンレス板３２を接着した場合の２種類について、対
向させた平面鉄心の間隙に磁粉２８を封入し磁束を与え
て連結させた時の接線力を測定することにより行なった
。その測定の結果は第５図に示す通りで、第５図は横軸
に一方の動作面（平面鉄心）を移動させた距離をとり、
縦軸に接線力をとったものであり、磁性ステンレス板を
接合したものに比して、硬質クロムメッキを施したもの
は接線力が大幅に低下することが確認された。そこで、
本発明はこの点に注目し動作面の耐摩耗性を失うことな
くしかも磁気特性の優れた磁性ステンレス板ｊａｉｌ’
　。

２０’　を動作面であるドライブメンバ１の内周面およ
びドリブンメンバ２０の外周面全体に均一に　　　−接
合することにより、クラッチ連結時における磁粉と動作
面との結着をより強固なものとし、これにより摩擦力が
増大し伝達可能な能力を増大させることを可能とした。

また従来のクロムメッキ方式では、第６図に示すように
クロムメッキの厚さが動作面の左右両端面に近い部分が
厚く、中央部が薄い形状をなしているので、動作面の幅
方向で磁気による接線力の差が生じる。しかし、本発明
では磁性ステンレス板（ＳＵＳ　４１０　Ｓ）の層がＨ
ＩＰ処理によって均一に接合されているため、従来のク
ロムメッキ方式に比較し均一な磁気による接線力が得ら
れる。

それ故、安定した特性が得られるとともに、動作面の全
面に亘って均一でかつ高性能を発揮することができる。

以上のことから、電磁パウダー式クラッチの小型、軽量
化が可能となる。

第７図は各励磁電流におけるクラッチの伝達トルクの最
大値であるトルク容量を測定し横軸に励磁電流値をとり
、縦軸にトルク容量をとり、プロットしたもので、硬質
クロムメッキの厚さは５０μｍ±１０μｍであり、一方
位性ステンレス板の厚さは、前述の第５図に示した０、
　９　ｍである。第６図から明らかな様に硬質クロムメ
ッキを施した場合に比べ磁性ステンレス板を接合したも
のでは、大幅にトルク容量が増大しているのがわかる。

また、耐摩耗性および耐熱性に関しても磁性ステンレス
板は、２００時間の実機耐久試験結果から、表面状態に
異常が発見されず、硬質クロムメッキ同様非常に優れて
いることが確認できた。

なお、前述の実施例では、磁性ステンレス板をドライブ
メンバ１とドリブンメンバ２０の動作面の双方に接合し
たが、いずれか一方の動作面のみに磁性ステンレス板を
接合してもよい。

（発明の効果） 以上詳述したごとく本発明によれば、電磁パウダー式ク
ラッチの動作面に磁性ステンレス板を接合しているから
、磁粉と動作面の結着が強固となり、その摩擦力が増大
するので、伝達可能な動力が増大し、クラッチ性能を大
幅に向上できる。従って、小型、高性能なりラッチを提
供で′きるという効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は本発明
の主要部の断面図、第３図は第２図のイ部拡大図、第４
図はモデル実験の説明図、第５図。 第６図および第７図はそれぞれ実験結果を表すグラフで
ある。 １・・・ドライブメンバ、２０・・・ドリブンメンバ。 １°、２０°・・・磁性ステンレス板層、２８・・・磁
粉。 ２７・・・動作空隙。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動側回転体であるドライブメンバと、被駆動側
   回転体であるドリブンメンバとを有し、かつこの両者の
   間に動作空隙を形成し、この動作空隙に磁粉を封入し電
   磁力により前記ドライブメンバとドリブンメンバの連結
   を行なう電磁パウダー式クラッチにおいて、前記動作空
   隙を形成するドライブメンバとドリブンメンバの対向面
   の双方または一方に、磁性ステンレス板を接合したこと
   を特徴とする電磁パウダー式クラッチ。
2. （２）前記磁性ステンレス板を前記ドライブメンバとド
   リブンメンバの対向面の双方または一方に全周溶接した
   後に、高温高圧接合したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の電磁パウダー式クラッチ。
3. （３）前記磁性ステンレス板は、厚さ０．５〜２ｍｍの
   薄板であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の電磁パウダー式クラッチ。