(57)【要約】【課題】構造が簡単で、小型化を可能にする電磁クラッチを提供する。【解決手段】摩擦係合により一対の部材１１、１３間のトルク伝達を行うクラッチ３と、一対の部材１１、１３の一方１３に支持された電磁機構５と、クラッチ３と電磁機構５との間に配置されたアーマチャ７とを備え、アーマチャ７は、第１、第２の部材３１、３３を有して摩擦係合を行わせるトルクカム９を構成し、第１、第２の部材３１、３３の一方３１が電磁機構５に対して相対回転可能且つ吸引可能に配置され第１、第２の部材３１、３３の他方が一対の部材１１、１３の他方１１に係合配置され、電磁機構５による第１、第２の部材３１、３３の一方３１の吸引によりトルクカム９を働かせて摩擦係合を行わせることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の部材の一方に支持された電磁機構と、
前記一対の部材の一方と前記電磁機構との間に配置されたアーマチャと、
前記一対の部材の一方と前記アーマチャとの間に配置された転がり軸受とを備え、
前記アーマチャは、第１、第２の部材を有してトルクカムを構成し、
前記第１、第２の部材の一方が前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸引可能に配置され前記第１、第２の部材の他方が前記一対の部材の他方に係合配置され、
前記電磁機構による前記第１、第２の部材の一方の吸引による相互間の摩擦トルクにより前記第１、第２の部材の一方の前記電磁機構に対する押し付け力を増大する、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
摩擦係合により一対の部材間のトルク伝達を行うクラッチと、
前記一対の部材の一方に支持された電磁機構と、
前記クラッチと前記電磁機構との間に配置されたアーマチャとを備え、
前記アーマチャは、第１、第２の部材を有して前記摩擦係合を行わせるトルクカムを構成し、
前記第１、第２の部材の一方が前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸引可能に配置され前記第１、第２の部材の他方が前記一対の部材の他方に係合配置され、
前記電磁機構による前記第１、第２の部材の一方の吸引による相互間の摩擦トルクにより前記トルクカムを働かせて前記摩擦係合を行わせると共に前記第１、第２の部材の一方の前記電磁機構に対する押し付け力を増大する、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項３】
請求項２に記載された電磁クラッチであって、
前記一対の部材は、シャフト及びハウジングであり、
前記クラッチは、インナープレート及びアウタープレートからなる多板クラッチであり、
前記インナープレートは、前記シャフトに回転係合させ、前記アウタープレートは、前記ハウジングに備えたピンに回転係合させた、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項４】
請求項２に記載された電磁クラッチであって、
前記一対の部材は、シャフト及びハウジングであり、
前記クラッチは、インナー部材及びアウター部材間をテーパー面で締結するコーンクラッチであり、
前記インナー部材は、前記第１、第２の部材の一方であって前記シャフトに回転係合させ、前記アウター部材は、前記ハウジングに相対回転不能に備えた、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項５】
請求項４に記載された電磁クラッチであって、
前記アウター部材は、前記ハウジングにピンにより相対回転不能に備え、又は前記ハウジングに圧入により相対回転不能に備えた、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項６】
請求項２に記載された電磁クラッチであって、
前記一対の部材は、シャフト及びハウジングであり、
前記クラッチは、インナー部材のテーパー面と前記ハウジングのテーパー面とを備えたコーンクラッチであり、
前記インナー部材は、前記第１、第２の部材の一方であって前記シャフトに回転係合させた、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁機構によりトルクカムを働かせてクラッチを摩擦係合させる電磁クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁クラッチとして特許文献１に記載のトルク伝達機構がある。
【０００３】
このトルク伝達機構は、電磁石によって作動するパイロットクラッチと、パイロットクラッチを介しトルクを受けて作動するカム機構と、カム機構のスラスト力によって締結されるメインクラッチとを備えている。
【０００４】
従って、電磁石の磁力によりパイロットクラッチを作動させるとカム機構が働き、メインクラッチを締結制御させることができる。
【０００５】
しかし、かかるトルク伝達機構は、自動車の動力伝達装置としては問題が無いものの、カム機構の他にパイロット用の多板のクラッチ板及びアーマチャを必要とし、構造が複雑となり、小型化が困難であるため、汎用のトルク伝達機構としては無理が有った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３４４９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、従来のトルク伝達機構は、自動車の動力伝達装置としては問題が無いものの、パイロット用の多板のクラッチ板及びアーマチャを必要とし、構造が複雑となり、小型化が困難であるため、汎用のトルク伝達機構としては無理が有った点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の電磁クラッチは、構造が簡単で、小型化を可能とするために、一対の部材の一方に支持された電磁機構と、前記一対の部材の一方と前記電磁機構との間に配置されたアーマチャと、前記一対の部材の一方と前記アーマチャとの間に配置された転がり軸受とを備え、前記アーマチャは、第１、第２の部材を有してトルクカムを構成し、前記第１、第２の部材の一方が前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸引可能に配置され前記第１、第２の部材の他方が前記一対の部材の他方に係合配置され、前記電磁機構による前記第１、第２の部材の一方の吸引による相互間の摩擦トルクにより前記第１、第２の部材の一方の前記電磁機構に対する押し付け力を増大することを特徴とする。
【０００９】
本願発明の他の電磁クラッチは、摩擦係合により一対の部材間のトルク伝達を行うクラッチと、前記一対の部材の一方に支持された電磁機構と、前記クラッチと前記電磁機構との間に配置されたアーマチャとを備え、前記アーマチャは、第１、第２の部材を有して前記摩擦係合を行わせるトルクカムを構成し、前記第１、第２の部材の一方が前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸引可能に配置され前記第１、第２の部材の他方が前記一対の部材の他方に係合配置され、前記電磁機構による前記第１、第２の部材の一方の吸引による相互間の摩擦トルクにより前記トルクカムを働かせて前記摩擦係合を行わせると共に前記第１、第２の部材の一方の前記電磁機構に対する押し付け力を増大することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明の電磁クラッチは、上記構成であり、一対の部材の一方に支持された電磁機構が第１、第２の部材の一方を吸引して相互間の摩擦トルクによりトルクカムを働かせ、前記第１、第２の部材の一方の前記電磁機構に対する押し付け力を増大して摩擦トルクを得るため、構造が簡単で部品点数を少なくし、小型化が可能となる。このため、汎用のトルク伝達機構として無理なく適用することができる。
【００１１】
本願発明の他の電磁クラッチは、上記構成であり、一対の部材の一方に支持された電磁機構が第１、第２の部材の一方を吸引して相互間の摩擦トルクによりトルクカムを働かせ、前記クラッチの摩擦係合を行わせると共に前記第１、第２の部材の一方の前記電磁機構に対する押し付け力を増大するため、構造が簡単で部品点数を少なくし、小型化が可能となる。このため、汎用のトルク伝達機構として無理なく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電磁クラッチの断面図である。（実施例１）
【図２】電磁クラッチの断面図である。（実施例２）
【図３】電磁クラッチの断面図である。（実施例３）
【図４】電磁クラッチの断面図である。（実施例４）
【図５】電磁クラッチの断面図である。（実施例５）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
構造が簡単で、小型化を可能にするという目的を、一対の部材の一方に支持された電磁機構と、前記一対の部材の一方と前記電磁機構との間に配置されたアーマチャと、前記一対の部材の一方と前記アーマチャとの間に配置された転がり軸受とを備え、前記アーマチャは、第１、第２の部材を有してトルクカムを構成し、前記第１、第２の部材の一方が前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸引可能に配置され前記第１、第２の部材の他方が前記一対の部材の他方に係合配置され、前記電磁機構による前記第１、第２の部材の一方の吸引による相互間の摩擦トルクにより前記第１、第２の部材の一方の前記電磁機構に対する押し付け力を増大することにより実現させた。
【００１４】
また、摩擦係合により一対の部材間のトルク伝達を行うクラッチと、前記一対の部材の一方に支持された電磁機構と、前記クラッチと前記電磁機構との間に配置されたアーマチャとを備え、前記アーマチャは、第１、第２の部材を有して前記摩擦係合を行わせるトルクカムを構成し、前記第１、第２の部材の一方が前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸引可能に配置され前記第１、第２の部材の他方が前記一対の部材の他方に係合配置され、前記電磁機構による前記第１、第２の部材の一方の吸引による相互間の摩擦トルクにより前記トルクカムを働かせて前記摩擦係合を行わせると共に前記第１、第２の部材の一方の前記電磁機構に対する押し付け力を増大することにより実現させた。
【００１５】
前記一対の部材は、シャフト及びハウジングであり、前記クラッチは、インナープレート及びアウタープレートからなる多板クラッチであり、前記インナープレートは、前記シャフトに回転係合させ、前記アウタープレートは、前記ハウジングに備えたピンに回転係合させた。
【００１６】
前記一対の部材は、シャフト及びハウジングであり、前記クラッチは、インナー部材及びアウター部材間をテーパー面で締結するコーンクラッチであり、前記インナー部材は、前記第１、第２のカム部材の一方であって前記シャフトに回転係合させ、前記アウター部材は、前記ハウジングに相対回転不能に備えた。
【００１７】
前記一対の部材は、シャフト及びハウジングであり、前記クラッチは、インナー部材のテーパー面と前記ハウジングのテーパー面とを備えたコーンクラッチであり、前記インナー部材は、前記第１、第２のカム部材の一方であって前記シャフトに回転係合させた。
【実施例１】
【００１８】
図１は、電磁クラッチの断面図である。
【００１９】
電磁クラッチ１は、クラッチ３と電磁機構５とアーマチャ７とトルクカム９とを備えている。この電磁クラッチ１は、例えば制動機構等として使用されるが、他のトルク伝達装置として使用することもできる。
【００２０】
クラッチ３は、摩擦係合により一対の部材間のトルク伝達を行う。一対の部材は、例えばシャフト１１及びハウジング１３である。
【００２１】
シャフト１１は、ハウジング１３の軸心部に配置されている。シャフト１１は、段付き状に形成され、ハウジング１３内の端部にスプライン１１ａが形成されている。スプライン１１ａは、シャフト１１の一般部１１ｂよりも大径に形成されている。シャフト１１の一般部１１ｂとスプライン１１ａとの間には、係合段付き部１１ｃが形成されている。係合段付き部１１ｃは、一般部１１ｂよりも大径に形成され、スプライン１１ａよりも小径に形成されている。
【００２２】
ハウジング１３は、アルミ合金等により有底円筒状に形成され、一端が開口され、他端に端壁１３ａを備えている。ハウジング１３の一端開口側の内周には、雌ねじ部１３ｂが形成されている。ハウジング１３には、軸方向中間部から端壁１３ａ側に掛けて内径側に肉盛りした厚肉部１３ｃが形成されている。ハウジング１３の他端には、ピン孔１３ｄが形成されている。ピン孔１３ｄは、周方向一定間隔で複数備えられている。ピン孔１３ｄは、端壁１３ａから厚肉部１３ｃに掛けて形成されている。厚肉部１３ｃにおいてピン孔１３ｄは、ほぼ半径分が形成されている。各ピン孔１３ｄには、ピン１５が挿入されている。各ピン孔１３ｄに対するピン１５の抜け止めは、カシメで行われている。但し、各ピン孔１３ｄに、ピン１５を圧入することで抜け止めを行わせることもできる。ピン１５には、Ｏリング１７が取り付けられている。Ｏリング１７は、端壁１３ａにおいてピン孔１３ｄの内周面に密接し、シール機能を奏している。各ピン孔１３ｄのピン１５は、厚肉部１３ｃにおいてハウジング１３内にほぼ半径分が露出している。
【００２３】
クラッチ３は、インナープレート３ａ及びアウタープレート３ｂからなる多板クラッチである。インナープレート３ａは、シャフト１１のスプライン１１ａに回転係合され、アウタープレート３ｂは、ハウジング１３のピン１５に回転係合されている。このクラッチ３は、端部のアウタープレート３ｂがハウジング１３の端壁１３ａに対向配置され、端壁１３ａに対して軸方向に締結される構成となっている。
【００２４】
電磁機構５は、シャフト１１の一般部１１ｂ外周側に配置され、前記一対の部材の一方であるハウジング１３に支持されている。電磁機構５は、電磁コイル１９と磁性体製のコア２１とを備えている。電磁コイル１９は、コア２１の凹部２１ａに樹脂２３を介して位置決められている。電磁コイル１９のリード線（図示せず。）は外部に引き出され、コントローラを介してバッテリに接続されている。コントローラは、電磁コイル１９の励磁、ＰＷＭ制御による励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【００２５】
コア２１の一端外周には雄ねじ部２１ｂが形成されている。雄ねじ部２１ｂに隣接してフランジ部２１ｃが形成されている。コア２１は、雄ねじ部２１ｂがハウジング１３の雌ねじ部１３ｂに螺合してハウジング１３の一端部に取り付けられている。コア２１のフランジ部２１ｃは、ハウジング１３の開口側の端面に突き当てられている。コア２１のフランジ部２１ｃには、ねじ穴２１ｄが形成されている。ねじ穴２１ｄには、止めねじ２５が螺合し、ハウジング１３の端面に締結されている。この止めねじ２５の締結によりハウジング１３の雌ねじ部１３ｂに対するコア２１の雄ねじ部２１ｂの螺合の緩み止めが行われている。
【００２６】
コア２１の内周にはシール２７が取り付けられている。コア２１の内周に一対の軸受２９ａ、２９ｂを介してシャフト１１の一般部１１ｂが回転自在に支持されている。シール２７は、シャフト１１の一般部１１ｂに密接している。軸受２９ａは、インナーレースがシャフト１１の係合段付き部１１ｃに係合して位置決められている。
【００２７】
アーマチャ７は、第１、第２の部材３１、３３を有している。第１、第２の部材の一方である第１の部材３１は、電磁機構５のコア２１対向し、コア２１に対して相対回転可能且つ吸引可能に配置されている。特に第１の部材３１は、コア２１に引き付けられたときコア２１に対して摺動するため、炭素量の比率が小さく摩擦係数の低い材料で形成されている。第１の部材３１は、コーティング等により摩擦係数を低くすることもできる。第１、第２の部材の他方である第２の部材３３は、一対の部材の他方であるシャフト１１のスプライン１１ａに係合配置されている。第２の部材３３は、クラッチ３の端部のアウタープレート３ｂに対向し、クラッチ３を端壁１３ａに対して軸方向に締結する構成となっている。
【００２８】
トルクカム９は、第１、第２の部材３１、３３を有してクラッチ３の摩擦係合を行わせるものであり、ボールカムで構成されている。ボールカムは、第１、第２の部材３１、３３のカム溝間にカムボール３５が介設されたものである。カムボール３５の径方向の位置は、クラッチ３のインナープレート３ａ及びアウタープレート３ｂ間の重なりである摩擦係合部に径方向の位置が対応している。従って、カムボール３５によるカムスラスト力がクラッチ３の摩擦係合部に軸方向に直接入力される。トルクカム９は、カム溝間にローラーを介設したローラーカムで構成することもできる。第１、第２の部材３１、３３間の相対回転によりカム溝及びカムボール３５によりカム作用を発揮する。
【００２９】
Ｏリング１７及びシール２７で密封されたハウジン１３内部には、オイルが封入され、クラッチ３等の潤滑が行われる。
【００３０】
かかる構成の電磁クラッチ１は、例えばハウジング１３が固定側に取り付けられ、シャフト１１が、制動対象に結合される。なお、電磁クラッチ１は、車両のトルク伝達装置などとしても用いることができる。
【００３１】
電磁コイル１９への通電がオフのとき、制動対象からシャフト１１に回転入力が有っても、シャフト１１と共に回転するインナープレート３ａがクラッチ３のアウタープレート３ｂに対して相対回転するから、シャフト１１の自由な回転が許容される。
【００３２】
電磁コイル１９が通電制御されるとアーマチャ７の第１の部材３１が電磁力によりコア２１に引き付けられる。この引き付けによりコア２１に対して第１の部材３１が磁力に応じた回転抵抗を受けながら摺動する。この摺動によりシャフト１１と共に回転する第２の部材３３が第１の部材３１に対して相対回転を始める。この相対回転により、カム溝及びカムボール３５間でトルクカム９が働き、第１の部材３１がコア２１に更に押し付けられて、摺動トルクは増幅される。従ってトルクカム９の軸推力も増幅され、当該推力の反力がクラッチ３の摩擦部材であるインナープレート３ａ及びアウタープレート３ｂを押圧し、摩擦トルクを発生する。従って、出力摩擦トルクは第１の部材３１及びコア２１間とクラッチ３との２か所の合計となる。第２の部材３３がクラッチ３側に締結移動する。この第２の部材３３の締結移動によりクラッチ３が端壁１３ａに対して軸方向に締結される。この締結によりクラッチ３が摩擦係合し、ハウジング１３に対してシャフト１１が締結力に応じた制動力を受け、対象を制動することができる。
【００３３】
コントローラにより電磁コイル１９の励磁電流を制御すると、第１の部材３１の引き付け力が変化してトルクカム９のカムスラスト力が変わり、クラッチ３の摩擦係合の大きさを調整することができる。このクラッチ３の摩擦係合の調整により、制動対象を弱い制動状態からロックに近い、或はロック状態まで制御することができる。
【００３４】
このように、実施例１の電磁クラッチ１は、パイロットとしての多板のクラッチ板及びアーマチャを不要とし、小型で大きなトルクを得ることができる。
【００３５】
トルクカム９が働くとき、カムボール３５によるカムスラスト力がクラッチ３の摩擦係合部に軸方向に直接入力されるため、かかる点においても小型で大きなトルクを得ることができる。
【実施例２】
【００３６】
図２は、実施例２に係る電磁クラッチの断面図である。
【００３７】
図２のように、本実施例２の電磁クラッチ１は、クラッチ３をコーンクラッチで構成した。クラッチ３は、アーマチャ７の第２の部材３３をインナー部材として共用している。アウター部材３７は、リング状に形成され、実施例１のアウタープレート３ｂに代えたものである。アウター部材３７は、ハウジング１３にノックピン３９で回転方向に位置決められ、ハウジング１３に相対回転不能に設けられている。アウター部材３７の軸方向への位置決めは、ハウジング１３に取り付けたスナップリング４１で行っている。ハウジング１３は、アルミ合金等で形成され、軽量化が図られている。
【００３８】
第２の部材３３及びアウター部材３７には、コーン面３３ａ、３７ａが形成され、コーンクラッチを構成している。
【００３９】
シャフト１１には、端部に支持軸部１１ｄが突設されている。ハウジング１３には、軸受部１３ｅが形成されている。支持軸部１１ｄが軸受メタル４３を介して軸受部１３ｅに軸支持されている。
【００４０】
シャフト１１の一般部１１ｂは、僅かな段差で複数段に形成され、係合段付き部１１ｃに隣接した部分でスペーサー４５を介して嵌合された軸受メタル４７によりコア２１の凹部２１ｅに軸支持されている。
【００４１】
コア２１のシール２７は、軸受メタル４７による軸支持に隣接した段差部でシャフト１１の一般部１１ｂに密接している。
【００４２】
止めねじ２５は、ハウジング１３の開口側で径方向から螺合し、コア２１の外周面に締結されている。止めねじ２５に隣接してコア２１の外周面には、Ｏリング４９が取り付けられ、ハウジング１３の開口側内周面に密接している。
【００４３】
従って、本実施例２では、トルクカム９の働きによりコーン面３３ａ、３７ａが摩擦係合し、トルク伝達を行わせることができる。
【００４４】
本実施例２では、多板クラッチをコーンクラッチに代えたため、より小型化を実現できた。
【実施例３】
【００４５】
図３は、実施例３に係る電磁クラッチの断面図である。
【００４６】
図３のように、本実施例３の電磁クラッチ１は、クラッチ３をコーンクラッチで構成した。従って、基本的な構成は実施例２に近似している。但し、シャフト１１の構造は、実施例１に近似している。
【００４７】
本実施例３では、実施例２のアウター部材３７は、ハウジング１３に圧入により相対回転不能に設けられている。
【００４８】
従って、本実施例３でも、実施例２と同様な作用効果を奏することができる。
【実施例４】
【００４９】
図４は、実施例４に係る電磁クラッチの断面図である。
【００５０】
図４のように、本実施例４の電磁クラッチ１は、クラッチ３をコーンクラッチで構成した。従って、基本的な構成は実施例２に近似している。
【００５１】
本実施例４では、コーンクラッチのアウター部材を省略し、コーン面３７ａをハウジング１３の内周面に直接形成した。
【００５２】
シャフト１１は、実施例１〜３までとは異なり、ハウジング１３側から突出している。ハウジング１３の端壁１３ａの内周部にボス部１３ｆが形成され、シール４９が支持されている。シール４９は、ボス部１３ｆを貫通するシャフト１１の一般部１１ｂに密接している。
【００５３】
シャフト１１の内端には、支持軸部１１ｄが形成されている。コア２１の内周には軸受穴２１ｅが形成されている。支持軸部１１ｄは、軸受メタル４３により軸受穴２１ｅに回転自在に支持されている。
【００５４】
従って、本実施例４でも、実施例２と同様な作用効果を奏することができる。
【００５５】
また、本実施例４では、コーン面３７ａをハウジング１３の内周面に直接形成し、且つシャフト１１をハウジング１３側から突出させたため、上記各実施例に比較してより小型化が可能となる。
【実施例５】
【００５６】
図５は、実施例５に係る電磁クラッチの断面図である。
【００５７】
図５のように、本実施例５の電磁クラッチ１は、実施例１〜４のクラッチ３を省略した。摩擦トルクは、アーマチャ７をコア２１に押し付けることで得る。
【００５８】
従って、一対の部材の一方であるハウジング１３と電磁機構のコア２１との間にアーマチャ７が配置され、ハウジング１３とアーマチャ７との間に配置された転がり軸受５１を備えている。
【００５９】
転がり軸受５１は、ハウジング１３の端壁１３ａの軸方向凹部１３ａａにシム５３を介して収容されている。
【００６０】
第２の部材３３は、シャフト１１にスプライン係合し、シャフト１１は、実施例４と同様にハウジング１３側から突出している。ハウジング１３に対する第２の部材３３関係は、実施例４とは異なりフリーとなっている。
【００６１】
従って、電磁機構５のコア２１がアーマチャ７の第１の部材３１を吸引して相互間の摩擦トルクによりトルクカム９を働かせると、転がり軸受５１、シム５３を介してハウジング１３の端壁１３ａにスラスト力が入力される。
【００６２】
このスラスト力が反力としてシム５３、転がり軸受５１、ボールカム９を介して第１の部材３１に入力され、第１の部材３１のコア２１に対する押し付け力を増大させて摩擦トルクを得る。
【００６３】
従って、構造がより簡単で部品点数を少なくし、小型化が可能となる。このため、汎用のトルク伝達機構として無理なく適用することができる。
【００６４】
また、シャフト１１をハウジング１３側から突出させたため、上記各実施例に比較してより小型化が可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１  電磁クラッチ
３  クラッチ
３ａ  インナープレート
３ｂ  アウタープレート
５  電磁機構
７  アーマチャ
９  トルクカム
１１  シャフト（一対の部材）
１３  ハウジング（一対の部材）
１５  ピン
３１  第１の部材（アーマチャ）
３３  第２の部材（アーマチャ、インナー部材）
３３ａ、３７ａ  コーン面（コーンクラッチ）
３９  ノックピン（ピン）
５１  転がり軸受
【図１】
2020128755.tif 000003
【図２】
2020128755.tif 000004
【図３】
2020128755.tif 000005
【図４】
2020128755.tif 000006
【図５】
2020128755.tif 000007