(57)【要約】【課題】  高いトルク伝達特性を備えたクラッチ及び／又はブレーキとして使用する回転式結合装置を提供する。【解決手段】  本装置は、入力シャフトに回転可能に結合されたロータ及び出力部材に結合され、かつ、ロータとの選択連結形状を有したアーマチュアを有する。ロータは、その中を入力シャフトが延伸する中央孔を備えたハブを含んでいる。スペーサ又はプーリハブ等の支持部材は、軸方向に突設したラグ及びノッチ構造を利用して、ロータハブに結合されている。本装置の構造により、入力シャフトに対する離間距離が大きく取れ、また、支持部材上のキーが不要となる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に周設された入力シャフトとの回転のため前記入力シャフトに結合され、前記入力シャフトが延伸する中央孔を形成するハブを備えたロータと、前記回転軸に周設されるとともに出力部材に結合されて、前記ロータとの選択的連結形状を有したアーマチュアと、前記回転軸に周設された第１支持部材とから構成されており、
前記ハブ及び前記第１支持部材の一方が、前記一方の第１軸端面に配設された第１ノッチを形成してなり、また、前記ハブ及び前記第１支持部材のもう一方が、前記もう一方の第１軸端に、前記第１ノッチ内に収容されるような形状の軸方向に突出した第１ラグを形成することにより、前記第１支持部材と前記ロータを回転可能に結合することを特徴とした回転式結合装置。
【請求項２】
前記第１支持部材は、前記入力シャフトに止着されたスペーサから構成されることを特徴とした請求項１記載の回転式結合装置。
【請求項３】
前記第１支持部材は、プーリを支持するハブから構成されることを特徴とした請求項１記載の回転式結合装置。
【請求項４】
前記第１支持部材の放射状外面はベアリングを支持することを特徴とした請求項１記載の回転式結合装置。
【請求項５】
前記ハブ及び前記第１支持部材の前記一方は、前記一方の前記第１軸端面に配設された第２ノッチを形成し、また、前記ハブ及び前記第１支持部材の前記もう一方は、前記もう一方の前記第１軸端に軸方向に突出した第２ラグを有しており、前記軸方向に突出した第２ラグは前記第２ノッチに収容されるような形状を有することを特徴とした請求項１記載の回転式結合装置。
【請求項６】
前記第１及び第２ノッチは、互いに直径方向に対面していることを特徴とした請求項５記載の回転式結合装置。
【請求項７】
前記軸方向に突出した第１ラグはテーパー形状であることを特徴とした請求項１記載の回転式結合装置。
【請求項８】
さらに、第２支持部材から構成されており、前記ハブ及び前記第２支持部材の一方が、前記一方の第２軸端面に配設された第２ノッチを形成し、また、前記ハブ及び前記第２支持部材のもう一方が、前記もう一方の第２軸端に軸方向に突出した第２ラグを形成することにより、前記第２支持部材と前記ロータを回転可能に結合することを特徴とした請求項１記載の回転式結合装置。
【請求項９】
前記第１支持部材は中央孔を形成してなり、前記入力シャフトは前記第１支持部材の前記中央孔に延伸することを特徴とした請求項１記載の回転式結合装置。
【請求項１０】
前記第１支持部材は、前記入力シャフトのキーウェイに収容されるような形状の放射状内側に延伸したキーを形成してなることを特徴とした請求項９記載の回転式結合装置。
【請求項１１】
回転軸に周設された入力シャフトとの回転のため前記入力シャフトに結合され、前記入力シャフトが延伸する中央孔を形成するハブを備えたロータと、前記入力シャフトに周設されて回転しないように固定された界磁シェルと、前記ロータ第１面側において前記界磁シェル内に配設された導電体（コンダクタ）と、前記導電体（コンダクタ）に対向する前記ロータの第２面側において、前記回転軸に周設されるとともに出力部材に結合されて、前記ロータとの選択的連結形状を有したアーマチュアと、前記回転軸に周設された第１支持部材とから構成されており、
前記ハブ及び前記第１支持部材の一方が、前記一方の第１軸端面に配設された第１ノッチを形成してなり、また、前記ハブ及び前記第１支持部材のもう一方が、前記もう一方の第１軸端に、前記第１ノッチ内に収容されるような形状の軸方向に突出した第１ラグを形成することにより、前記第１支持部材と前記ロータを回転可能に結合することを特徴とした回転式結合装置。
【請求項１２】
前記第１支持部材は、前記入力シャフトに止着されたスペーサから構成されることを特徴とした請求項１１記載の回転式結合装置。
【請求項１３】
前記第１支持部材は、プーリを支持するハブから構成されることを特徴とした請求項１１記載の回転式結合装置。
【請求項１４】
前記第１支持部材の放射状外面はベアリングを支持することを特徴とした請求項１１記載の回転式結合装置。
【請求項１５】
前記ハブ及び前記第１支持部材の前記一方は、前記一方の前記第１軸端面に配設された第２ノッチを形成し、また、前記ハブ及び前記第１支持部材の前記もう一方は、前記もう一方の前記第１軸端に軸方向に突出した第２ラグを有しており、前記軸方向に突出した第２ラグは前記第２ノッチに収容されるような形状を有することを特徴とした請求項１１記載の回転式結合装置。
【請求項１６】
前記第１及び第２ノッチは、互いに直径方向に対面していることを特徴とした請求項１５記載の回転式結合装置。
【請求項１７】
前記軸方向に突出した第１ラグはテーパー形状であることを特徴とした請求項１１記載の回転式結合装置。
【請求項１８】
さらに、第２支持部材から構成されており、
前記ハブ及び前記第２支持部材の一方が、前記一方の第２軸端面に配設された第２ノッチを形成し、また、前記ハブ及び前記第２支持部材のもう一方が、前記もう一方の第２軸端に軸方向に突出した第２ラグを形成することにより、前記第２支持部材と前記ロータを回転可能に結合することを特徴とした請求項１１記載の回転式結合装置。
【請求項１９】
前記第１支持部材は中央孔を形成してなり、前記入力シャフトは前記第１支持部材の前記中央孔に延伸することを特徴とした請求項１１記載の回転式結合装置。
【請求項２０】
前記第１支持部材は、前記入力シャフトのキーウェイに収容されるような形状の放射状内側に延伸したキーを形成してなることを特徴とした請求項１９記載の回転式結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ及びクラッチ等回転式結合装置に関し、特に、当該装置構成部品の発明性を有する構成により、高いトルク伝達特性を提供する回転式結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クラッチ及びブレーキ等の回転式結合装置は、回転体間のトルク伝達制御のため利用されている。従来に基づく装置例として、米国特許No.5,119,918、5,285,882及び5,971,121に開示があって、その全体を本願において参照文献とする。この装置は、入力シャフトに結合されて、回転軸の周りを入力シャフトとともに回転するロータを含んで構成されている。ロータ一方側の入力シャフト周りには、界磁シェルがまた配設されて、回転しないように固定されている。この界磁シェルは、放射状に離間し、かつ、軸方向に延伸する内側及び外側極を形成し、この間に、ロータに面して導電体（コンダクタ）を配設している。界磁シェルには、ブレーキプレートが結合されて、当該シェルからは軸方向に離間している。ブレーキプレートは、導電体（コンダクタ）に対向するロータ面側に配設されている。出力部材に結合されたアーマチュア（電機子）は、ブレーキプレートと同じロータ面側に配設されており、ロータとブレーキプレート間の軸方向に配設されている。アーマチュアは、複数からなる板バネにより出力部材に結合されている。導電体（コンダクタ）に電圧を加えることで、界磁シェル、ロータ及びアーマチュアに磁気回路が生じ、これにより、アーマチュアをロータと連結せしめるとともに入力シャフトを出力部材に結合させて回転させる。導電体（コンダクタ）に加える電圧を停止することで、板バネはロータから引き離されて、ブレーキプレートと連結して、アーマチュア及び出力部材にブレーキをかける。ブレーキプレート、界磁シェル及びアーマチュア間にもう一つの磁気回路を形成して、アーマチュア及び出力部材にブレーキをかける際に、板バネによるブレーキを支援するため、ブレーキプレートに結合された永久磁石を利用する。
【０００３】
上述した装置は、概して、性能が良好である。なお、従来の回転式結合装置は、幾つかの不都合な点を有する。組立関係において、装置構成部品保持のため使用されるスペーサ等の支持部材は、入力シャフトに対する離間距離の制限を伴い、入力シャフトと装置構成部品間の連結度合いが低下し、トルク伝達が弱くなる。さらに、従来の支持部材は、多くの場合、キー又はキーウェイ構成により入力シャフト又はその他の部材に結合されている。この構成は、その意図するところにおいては満足な結果となるが、ロータのキー又はキーウェイとの正確な整合性が必要となる。
【０００４】
本発明者らは、上述した不都合な点を多少なりとも低減し又は解消する回転式結合装置の必要性を認知するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、回転式結合装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に基づく回転式結合装置は、入力シャフトに結合されて、このシャフトとともに回転するロータを含んで構成される。この入力シャフトは、回転軸に周設されている。ロータは、その中を入力シャフトが延伸する中央孔を形成するハブを有する。本装置は、また、回転軸に周設されたアーマチュアを含んで構成される。アーマチュアは、出力部材に結合されて、ロータとの選択連結形状を有する。本装置はさらに、回転軸に周設された支持部材を有する。ハブ及び支持部材の一方が、その第１軸方向端面に配設されたノッチを形成する。ハブ及び支持部材のもう一方は、その第1軸方向端面に、ノッチに収容されるべき形状の軸方向に突設するラグを形成する。これにより、支持部材とロータを回転可能に結合する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に基づく回転式結合装置は、従来装置の改良である。ロータに対しスペーサ又はプーリハブ等の支持部材を軸方向に結合することで、本発明に基づく装置は、入力シャフトに対する離間距離を大きくとることができる。その結果、トルク伝達を高めるために、シャフトの大半をロータに結合でき、クラッチを多種多様な応用例に利用することができる。さらに、軸方向での結合により、支持構成部品のキー又はキーウェイ結合及びロータキーとの正確な整合が不要となる。
【０００８】
本発明の上述した利点及びその他の利点は、以下の詳細な説明及び本発明に基づく実施例の特徴を図示する添付の図面より当業者に明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
各図において、同じ符号を使用して、同一の構成部分を示す添付の図面を参照する。図１は、本発明の実施形態に基づく回転式結合装置１０を示す。装置１０は、入力シャフト１２から出力部材１４へトルクを選択的に伝達するクラッチとして機能している。装置１０はまた、トルクを出力部材１４へ伝達しない場合、出力部材１４のブレーキとして機能している。装置１０は、乗車用芝刈機又は類似の装置に利用できる。なお、装置１０は、クラッチ又はブレーキを必要とする多種多様な応用例に使用可能な点は、当業者が理解するとおりである。装置１０は、ロータ１６、界磁シェル１８、導電体組立構造（コンダクタアセンブリ）２０、アーマチュア２２、ブレーキ極２４、１つ以上の永久磁石２６及びスペーサ２８又はプーリハブ３０等１つ以上の支持部材を含んで構成される。
【００１０】
入力シャフト１２は、出力部材１４のトルク源である。シャフト１２は、周知の金属又は合金からなり、固形又は筒状とすることができる。シャフト１２は、回転軸３２に枢設されて、エンジン、電気モーター又はその他周知の動力により駆動する。図示の実施例において、入力シャフト１２は、出力部材１４に対向する装置１０の側面に挿嵌されている。
【００１１】
出力部材１４は、芝刈機ブレード等の従動装置にトルクを伝達する。部材１４は、その周りにトルク伝達ベルトが捲回されて、従動装置に結合されている周知のプーリから構成することができる。
【００１２】
ロータ１６は、アーマチュア（電機子）２２との選択連結構成となっており、トルクを入力シャフト１２と出力部材１４間に伝達する。ロータ１６は、回転軸３２に周設されて、入力シャフト１２に結合して、シャフトと回転する。ロータ１６は、周知の金属及び合金からなり、ハブ３４及びロータディスク３６を有してもよい。
【００１３】
ハブ３４は筒状で、その中を入力シャフト１２が延伸する中央孔を形成する。ハブ３４は、入力シャフト１２のキーウェイ内に収容されるような形状の放射状内側に延伸するキー３８を有する。ハブ３４は、その両軸端において、ベアリング４０及び４２に当接し、これを支持する。ハブ３４は、その放射状外径部に、軸方向に延伸する内側ロータ極４４を形成する。ハブ３４はさらに、以下に述べる目的のため、極４４から放射状内側で軸方向に延伸する凹部４６を形成する。図２を参照すると、本発明に基づくハブ３４は、以下に述べる目的のため、その両軸端面に配設された１つ以上のノッチ４８を有する。図３を参照すると、ハブ３４は、その両端面において互いに直径方向に相対する一対のノッチ４８を有してもよい。なお、ノッチ４８の数、形状及び向きは、本発明の趣旨から逸脱することなく変更可能な点は了解されたい。さらに、図１を参照すると、ハブ３４の対向端面上のノッチ４８は、互いに同一ライン上又は同一位相上にあるが、ハブ３４製造の品質を高めるため、ノッチ４８を位相シフトすることもできる。（たとえば、一方の端面のノッチ４８を、対向する端面のノッチ４８に対し９０度位相シフトする。）
【００１４】
ディスク３６は、ハブ３４から放射状外側に延伸する。ディスク３６は、たとえば、複数の補完ラグ及びノッチを含めた圧入関係を介しハブ３４に結合されている。従来において知られているように、ディスク３６は放射状に離間した複数列からなる角度方向に離隔したバナナ形状のスロット５０を有してもよい。導電体組立構造（コンダクタアセンブリ）２０に電圧を加えることで、スロット５０は、エア間隙を横切って磁束をディスク３６とアーマチュア２２の間に往復させて、ロータ１６とアーマチュア２２間の高トルク連結を可能にする。図示の実施形態において、ディスク３６は３列のスロット５０を有する。なお、１列にあるスロット５０の数及びそのサイズ並びに形状は変更可能な点は了解されたい。ディスク３６は、その外径部において、軸方向に延伸する外側ロータ極５２を形成する。極５２は、極４４と放射状に整合しており、極４４から放射状外側に離間している。
【００１５】
界磁シェル１８は、導電体組立構造（コンダクタアセンブリ）２０を収容する構成となっている。シェル１８はまた、ロータ１６とアーマチュア２２の選択連結を引き起こす磁気回路の一部を形成している。界磁シェル１８は、スチールを含む周知の金属及び合金からなるものでもよい。シェル１８は円筒形状で、回転軸３２に周設されており、ベアリング４０の外側軌道輪に支持されている。シェル１８は、たとえば、そのスロット（図示しない）を通して延伸する止着部材（図示しない）を介して回転しないように固定される。シェル１８は、その断面がほぼＵ字形状であって、放射状内側及び外側に環状部材５４と５６を有する。
【００１６】
内側環状部材５４は、ベアリング４０の外側軌道輪に支持されている。この部材５４は、その断面がほぼＬ字形状であって、軸方向に延伸する内側極５８を形成する。極５８は、ロータ１６のハブ３４の凹部４６に延伸し、このため、内側ロータ極４４の放射状内側に配設されている。本書においてその開示内容の全体を参照文献とする、本願とともに譲渡され、同時係属中の米国特許出願Nｏ.１１／１５０，６７１に詳しく記載のとおり、極４４と５８の相対位置は幾つかの理由から有利である。まず、ロータ１６、界磁シェル１８及びアーマチュア２２に関わる磁気回路の磁気効率が、同回路の少なくとも幾つかの磁束に対するエア間隙数を減らすことで高まる利点がある。次に、導電体組立構造（コンダクタアセンブリ）２０を配設してなる環状間隙を大きくでき、同組立構造２０の界磁シェル１８内への挿嵌及び止着が容易になる。
【００１７】
外側部材５６は、内側部材５４に結合し、かつ、これに支持される。外側部材５６は、端壁６０、軸方向に延伸する外側極６２及びフランジ６４を形成する。端壁６０は、部材５４から放射状外側に延伸している。極６２は、端壁６０と一体であって、これから軸方向に延伸している。極６２は、ロータ１６の極５２から放射状外側に配設されている。フランジ６４は、端壁６０に対面する極６２の端部と一体であって、この端部から放射状外側に延伸している。フランジ６４は、極６２の少なくとも一部に沿って延伸している。
【００１８】
導電体組立構造（コンダクタアセンブリ）２０は、ロータ１６、界磁シェル１８及びアーマチュア２２間に磁気回路を形成し、アーマチュア２２のロータ１６との連結動作を引き起こすとともに、入力シャフト１２からのトルクを出力部材１４へ伝達する。導電体組立構造（コンダクタアセンブリ）２０はほぼ環状で、界磁シェル１８内の回転軸３２に周設されている。特に、組立構造２０は、シェル１８の内側及び外側極５８と６２の間に配設されている。組立構造２０は、導電体（コンダクタ）６６とシェル６８を有する。
【００１９】
導電体（コンダクタ）６６は、周知の銅線コイルで構成できるが、これに代えて、その他周知の導電体（コンダクタ）も使用可能である。導電体（コンダクタ）６６は、バッテリー等の電源（図示しない）に接続されている。導電体（コンダクタ）６６に電圧を加えることで、ロータ１６、界磁シェル１８及びアーマチュア２２間に磁気回路が形成される。磁束は、シェル１８の外側極６２から、エア間隙を横切り、ロータ１６の外側極５２へと流れる。磁束は次に、ディスク３６とアーマチュア２２の間のエア間隙を横切り、その間を往復する。磁束は次に、ロータ１６のディスク３６から、そのハブ３４へ流れる。磁束は、最後に、ハブ３４から、幾つかの経路に沿って界磁シェル１８の部材５４及び５６へ還流する。特に、磁束の一部は内側ロータ極４４から部材５６へ直接流れる。磁束のもう一部は、ハブ３４から部材５６へ流れる前に、部材５４の内側極５８を通流する。磁束のさらにもう一部は、ハブ３４からベアリング４０の放射状内側プーリハブ３０へ、次に、部材５４と５６へ流れることで、磁束の一部が、内側ロータ極４４及び内側界磁シェル極５８の高密度領域を回避可能となり、さらに、磁気回路の磁気効率が高まる。
【００２０】
シェル６８は、導電体（コンダクタ）６６を収容し、また、界磁シェル１８内に導電体（コンダクタ）６６を組み込むために利用される。シェル６８は、周知のプラスチックで成形してもよい。シェル６８は、導電体（コンダクタ）６６を電源に接続する内蔵ターミナルコネクタ７０を有することができる。シェル６８は、また、界磁シェル１８の端壁６０の凹部内に収容されるようなサイズの１つ以上のラグ（図示しない）を形成することにより、導電体組立構造（コンダクタアセンブリ）２０の回転を防止する。シェル６８は、本書において、その開示内容全体を参照文献とする本願とともに譲渡された同時係属中の米国特許出願Ｎｏ．１１／１５０，６７０に記載のように、界磁シェル１８の外側極６２に近接して配設され、複数の個所でシェル１８に固着された放射状外側に延伸するフランジ（図示しない）を有する。
【００２１】
アーマチュア２２は、出力部材１４へ制止トルクを伝達し、駆動トルクをロータ１６から出力部材１４へ選択的に伝達する構成となっている。アーマチュア２２は鉄を含む多種多様な周知の金属及び合金からなるものでもよい。アーマチュア２２は環状であって、回転軸３２に周設されている。アーマチュア２２は、エア間隙により、ロータ１６から軸方向に離隔している。ロータディスク３６と同様、アーマチュア２２は、放射状に離間した複数列からなる角度方向に離間したスロット７２を有し、このスロットにより、導電体組立構造（コンダクタアセンブリ）２０に電圧を加える際に、磁束のロータ１６とアーマチュア２２間の往復が容易になる。図示の実施形態において、アーマチュア２２は２列のスロット７２を有する。アーマチュア２２のスロット列数、１列のスロット数及びそのサイズ並びに形状は変更可能な点は了解されたい。アーマチュア２２は、出力部材１４に結合される。特に、複数の板バネ７４により出力部材１４に結合される。板バネ７４は、アーマチュア２２からの駆動及び制止トルクを出力部材１４に伝達して、アーマチュア２２の部材１４に対する軸方向動作及びロータディスク３６へ向かう軸方向動作とこれから離れる軸方向動作を許容する。板バネ７４は、ステンレススチールからなるものでもよく、リベット、ネジ、ボルト又はピン等周知の止着部材７６により、一端をアーマチュア２２に、また、他端を出力部材１４に連結している。
【００２２】
ブレーキ極２４は、出力部材１４にブレーキをかけるため、アーマチュア２２による連結のための制止面を提供する。極２４はさらに、アーマチュア２２及び磁石２６とともに磁気回路の一部を形成し、磁石２６を収容するための手段を提供可能である。ブレーキ極２４は、鉄等周知の金属及び合金を含む比較的磁気抵抗の小さな周知材料からなる。ブレーキ極２４は、装置１０周囲の少なくとも一部に延伸しており、界磁シェル１８に結合されている。特に、ブレーキ極２４は、１つ以上の止着部材７８により界磁シェル１８のフランジ６４に結合されている。止着部材７８は、ブレーキ極２４と界磁シェル１８間の磁束伝達を抑制又は排除するために、非磁性材料又は比較的磁気抵抗の大きい材料からなるものでもよい。これにより、導電体組立構造（コンダクタアセンブリ）２０に電圧を加える際に、クラッチ連結を容易にする。ブレーキ極２４は、１つ以上のスペーサ８０により、界磁シェル１８のフランジ６４から軸方向に離間していてもよい。スペーサ８０は、その中を止着部材７８が延伸する孔８２を有することができる。スペーサ８０も同様に、ブレーキ極２４と界磁シェル１８間の磁束伝達を抑制又は排除するために、非磁性材料又は比較的磁気抵抗の大きい材料から成っていてもよい。
【００２３】
磁石２６は、ブレーキ極２４とアーマチュア２２間に磁気回路を形成して、アーマチュア２２を引き付けてブレーキ極２４と連結せしめ、また、出力部材１４に制止トルクを付与するものである。磁石２６は、ネオジウム（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）磁石又はその他周知の永久磁石からなるものでもよい。磁石２６は、本書においてその開示内容の全体を参照文献とする、本願とともに譲渡され同時係属中の米国特許出願Nｏ.１１／１５０，０２７に詳しく記載のとおり、磁石２６はアーマチュア２２の一部と軸方向に整合（aligned）しており、これにより、周知の結合装置に比して、磁気回路内のエア間隙の数を減らして、磁気効率を高める。磁石２６は、磁束が軸方向、放射方向又は円弧（円周）方向において磁石２６全体に行き渡るような向きをなしている。磁石２６は、ブレーキ極２４に形成されたポケット８４内に収容することができる。これに代えて、磁石２６は、アーマチュア２２に形成されて、ブレーキ極２４と軸方向に整合したポケット内に収容できる。磁石２６は、各磁石２６の１面がブレーキ極２４（又はアーマチュア２２）の１面（制止面）と面一となるような構成とすることができる。その１面をブレーキ極２４（又はアーマチュア２２）の制止面と面一とするように磁石２６を配置することで、磁石２６はブレーキ極２４（又はアーマチュア２２）の磨耗面に付加されて、その耐磨耗性が向上するとともに制止面が広くなる。
【００２４】
スペーサ２８は、装置１０のその他構成部品との組立関係において、出力部材１４を支持するもので、粉末金属を含む周知の材料からなるものでもよい。スペーサ２８は、回転軸３２に周設されており、ほぼ円筒形である。スペーサ２８は、これを経由して入力シャフト１２内に延伸する止着部材８６を収容するような形状を有する。スペーサ２８は、一方の軸端に、止着部材８６にトルクを加える間、入力シャフト１２を固定状態とする複数のフラット９０（図４参照）を備えた頭頂部８８を形成してもよい。スペーサ２８はさらに、頭頂部８８から軸方向に延伸する本体部９２を形成してもよい。本体部９２は、入力シャフト１２を収容するような形状の中央孔９４を形成し、ほぼ円筒形の外面９６を備え、この外面には、ベアリング４２がロータハブ３４とスペーサ２８の対向するショルダー間に支持されている。図２を参照すると、本発明によれば、スペーサ２８は、その本体部９２の一方の軸端から延伸する１つ以上の軸方向に突出したラグ９８を形成してなる。ラグ９８は、ロータハブ３４のノッチ４８に収容されるような形状を有し、スペーサ２８及びロータハブ３４を回転可能に結合する。ラグ９８は、テーパー形状でノッチ４８内に圧入される。図４を参照すると、スペーサ２８は、２つの直径方向に対向するラグ９８を有してもよい。なお、ラグ９８の数、形状及び向きは、本発明の趣旨から逸脱することなく変更が可能である点を了解されたい。
【００２５】
装置１０においてスペーサ２８とハブ３４を結合するために、スペーサ２８での軸方向に延伸するラグ９８の使用及びハブ３４での対応するノッチ４８の使用は、従来の回転式結合装置に比して、性能が飛躍的に向上する。スペーサ２８は、キー３８を介してハブ３４に結合されていないため、本体部９２の中央孔９４は、入力シャフト１２を収容するようなサイズとすることができ、入力シャフト１２に対する離間距離を大きくできるとともに、シャフト１２とロータ１６間の接触面積が広くなって、トルク伝達性能が向上し、クラッチを多種多様な応用例に利用できる。図５を参照すると、本発明のもう一方の実施形態において、スペーサ２８はさらに、入力シャフト１２のキーウェイに収容するような形状の（また、ロータハブ３４のキー３８と整合した）放射状内側に延伸するキー１００を有しており、トルク性能が向上する。
【００２６】
再び、図１を参照すると、ハブ３０は、装置１０の応用例に応じた多様な目的のため、定常駆動トルク（出力部材１４により付与される選択的トルクに対して）を付与するため使用される駆動プーリ１０２を支持するものである。ハブ３０は、周知の金属及び合金からなる。ハブ３０はほぼ円筒形で、入力シャフト１２を収容するような形状の中央孔１０４を形成してなる。ハブ３０は、ハブとロータハブ３４の対向ショルダー間に支持されるベアリング４０を支持するような形状の円筒形外面１０６を形成してなるものでもよい「。ハブ３０はまた、ロータハブ３４と界磁シェル１８の部材５４間に磁束の伝達経路を提供できる。図２を参照すると、本発明によれば、ハブ３０は、ロータハブ３４の対応ノッチ４８内に収容されるような形状の１つ以上の軸方向に突出したラグ１０８を有しており、これにより、ハブ３０と３４を回転可能に結合する。ラグ１０８はテーパー形状で、ノッチ４８に圧入される。スペーサ２８と同様に、ハブ３０は２つの直径方向に対向するラグ１０８を有するが、ラグ１０８の数、形状及び向きは変更可能である。
【００２７】
装置１０におけるプーリハブ３０での軸方向に突出したラグ１０８及びハブ３４での対応ノッチ４８の使用は、従来の回転式結合装置に比して、飛躍的に性能が向上する。ハブ３０はラグ１０８を介してロータハブ３４に結合されているため、ハブ３０は入力シャフト１２に直接結合する必要はなく、対応するキーも不要である。その結果、ハブ３０のロータハブ３４との正確な整合は不要となる。
【００２８】
図６を参照すると、本発明の代替実施形態によれば、ハブ３０は、ハブ３４のキー３８に加えて、または、（図６に図示するように）その代替物として、放射状内側に延伸するキー１１０を有する。その結果、ハブ３０はロータハブ３４とトルク負荷を分かち合い又はロータハブ３４を駆動するためにハブ３０を利用でき、ロータハブ３４のキー３８が不要となる。
【００２９】
図７を参照すると、本発明のもう一方の実施形態によれば、プーリ３０を排除して、対応するラグ１１４を備えたスペーサ１１２等の別な支持部材をハブ３０の代替としてもよい。再び、ラグ１１４はテーパー形状で、ノッチ４８内に圧入される。スペーサ２８及びプーリ３０と同様に、スペーサ１１２は一対の直径方向に対向するラグ１１４を有するが、ラグ１１４の数、形状及び向きは変更可能である。
【００３０】
図８を参照すると、本発明のもう一方の実施形態によれば、装置１０の各種構成部品の向きを逆にしてもよい。特に、装置１０は、界磁シェル１８を出力部材１４よりもむしろ入力シャフト１２の外端近傍に配置して、入力シャフト１２に組み込まれるようにしてもよい。この構成において、スペーサ２８とプーリハブ３０の位置は、スペーサ２８が界磁シェルの内側に配設されてベアリング４０を支持する一方、プーリハブ３０は出力部材１４近傍に配設されてベアリング４２を支持するようにして、装置１０のその他構成部品に対し逆とすることができる。
【００３１】
以上、本発明を１つ以上の実施形態に基づき記述してきたが、本発明の趣旨とその技術範囲を逸脱することなく様々に変更可能な点は、当業者が理解するとおりである。一例として、図９を参照すると、装置１１６はロータ１１８、スペーサ１２０及びプーリハブ１２２を有する。ロータ１１８、スペーサ１２０及びプーリハブ１２２は、上述のロータ１６、スペーサ２８及びプーリハブ３０とほぼ類似であるが、ノッチ及びラグの相対位置を逆にしてもよい。従って、ロータ１１８は、上述のラグ９８と１０８に類似するハブ１２８両軸端に軸方向に突出したラグ１２４と１２６を形成している。スペーサ１２０及びプーリブ１２２は、その軸端面に、上述したノッチ４８に類似したノッチ１３０及び１３２をそれぞれ形成している。ラグ１２４と１２６及びノッチ１３０と１３２のサイズ、形状及び向きは、ラグ９８、１０８及びノッチ４８に関し上述した如く変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に基づく回転式結合装置の一部断面図である。
【図２】図１に基づく回転式結合装置の幾つかの構成部分を示す分解断面図である。
【図３】図１に基づく回転式結合装置の１構成部分を示す平面図である。
【図４】図１に基づく回転式結合装置の別の構成部分を示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に基づく回転式結合装置の一部を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に基づく回転式結合装置の一部を示す拡大断面図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施形態に基づく回転式結合装置の一部を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に基づく回転式結合装置の一部断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に基づく回転式結合装置の幾つかの構成部分を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    回転式結合装置
１２    入力シャフト
１４    出力部材
１６、１１８    ロータ
１８    界磁シェル
２０    導電体組立構造（コンダクタアセンブリ）
２２    アーマチュア（電機子）
２４    ブレーキ極
２６    永久磁石
２８、８０、１１２、１２０    スペーサ
３０、１２２    プーリハブ
３２    回転軸
３４、１２８    ハブ
３６    ロータディスク
３８、１００、１１０    キー
４０、４２    ベアリング
４４    内側ロータ極
４６    凹部
４８、１３０    ノッチ
５０    スロット
５２    外側ロータ極
５４    内側環状部材
５６    外側環状部材
５８    内側極
６０    端壁
６２    外側極
６４    フランジ
６６    導電体（コンダクタ）
６８    シェル
７０    内蔵ターミナルコネクタ
７２    スロット
７４    板バネ
７６、７８、８６    止着部材
８２    孔
８８    スペーサ頭頂部
９０    フラット
９２    スペーサ本体部
９４、１０４    中央孔
９６、１０６    円筒形外面
９８、１０８、１１４、１２４、１２６    ラグ
１０２  駆動プーリ
１１６  回転式結合装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2009532651.tif 000009
【図９】
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【国際調査報告】
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