(57)【要約】【課題】磁力線の透過効率向上を可能とする。【解決手段】軸方向での締結によりクラッチ・ハウジング３及びカム・プレート５７間のトルク伝達を制御可能なパイロット・クラッチ９と、径方向の中間部に備えたロータ側非磁性部２８を介して電磁石５１の磁路を周回状に形成するロータ１９と、磁路によりロータ１９に対してパイロット・クラッチ９の締結を行わせる電磁クラッチ装置８において、非磁性部２８は、軸方向でパイロット・クラッチ９側へ径方向の断面寸法を減少させるように形成されたことを特徴とする。【選択図】図１
2008057704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向での締結により回転部材間のトルク伝達を制御可能なクラッチ部と、
径方向の中間部に備えた非磁性部を介して電磁石の磁路を周回状に形成する受圧部材と、
前記磁路により前記受圧部材に対して前記クラッチ部の締結を行わせる電磁クラッチ装置において、
前記非磁性部は、前記軸方向でクラッチ部側へ径方向の断面寸法を減少させるように形成された
ことを特徴とする電磁クラッチ装置。
【請求項２】
請求項１記載の電磁クラッチ装置であって、
前記非磁性部は、断面が段付き状に形成された
ことを特徴とする電磁クラッチ装置。
【請求項３】
請求項２記載の電磁クラッチ装置であって、
前記非磁性部は、断面の大きい側に非磁性体を設けた
ことを特徴とする電磁クラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁クラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電磁クラッチ装置としては、例えば特許文献１に示すトルク伝達カップリングに適用したものがある。この電磁クラッチ装置は、受圧部材に非磁性体を設け、この非磁性体を介して電磁石の磁路を周回状に形成し、この磁路によりアーマチャを吸引して前記受圧部材に対しパイロット・クラッチの締結を行わせる。このパイロット・クラッチの締結を起因としてメイン・クラッチに押圧力を付与し電磁石によるメイン・クラッチの締結制御を行うことができる。
【０００３】
ところで、前記非磁性体は、前記受圧部材に対して圧入等による組み付け精度を確保する必要があるため、断面径方向の厚み寸法を一定以上に薄くすることができなかった。
【０００４】
このため、非磁性体を介して周回状に形成される電磁石の磁力線が非磁性体の厚みに規制され、パイロット・クラッチ側への磁力線の透過効率が低下するので、その分装置を大型にしなければならなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３４６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、磁力線の透過効率が低下するので、その分装置を大型にしなければならなかった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、磁力線の透過効率向上を可能とするため、軸方向での締結により回転部材間のトルク伝達を制御可能なクラッチ部と、径方向の中間部に備えた非磁性部を介して電磁石の磁路を周回状に形成する受圧部材と、前記磁路により前記受圧部材に対して前記クラッチ部の締結を行わせる電磁クラッチ装置において、前記非磁性部は、前記軸方向でクラッチ部側へ径方向の断面寸法を減少させたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、軸方向での締結により回転部材間のトルク伝達を制御可能なクラッチ部と、径方向の中間部に備えた非磁性部を介して電磁石の磁路を周回状に形成する受圧部材と、前記磁路により前記受圧部材に対して前記クラッチ部の締結を行わせる電磁クラッチ装置において、前記非磁性部は、前記軸方向でクラッチ部側へ径方向の断面寸法を減少させたため、受圧部材のクラッチ部に対する受圧面積を確保し、磁力線が非磁性部の断面寸法で規制されことを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
磁力線の透過効率向上を可能とするという目的を、非磁性部の断面寸法の工夫により実現した。
【実施例１】
【００１０】
［トルク伝達カップリング及び電磁クラッチ装置］
図１は、本発明の実施例１に係る電磁クラッチ装置を適用したトルク伝達カップリングの断面図である。トルク伝達カップリング１は、例えば４輪駆動車のプロペラ・シャフトとドライブ・ピニオン・シャフトとの間などに結合されている。
【００１１】
トルク伝達カップリング１は、クラッチ・ハウジング３及びシャフト５を備え、クラッチ・ハウジング３及びシャフト５間に、メイン・クラッチ７と電磁クラッチ装置８の一部であるクラッチ部として多板のパイロット・クラッチ９と締結機構１１とを備えている。
【００１２】
クラッチ・ハウジング３には、メイン・クラッチ７及びパイロット・クラッチ９用のインナー・スプライン１３が設けられている。クラッチ・ハウジング３の一端部内周には、雌ねじ部１５が形成され、他端部には、出力軸部１７が設けられている。
【００１３】
ロータ１９は、電磁クラッチ装置８の一部を構成し、受圧部材を構成する。ロータ１９は、縦壁状のロータ本体部２１、該ロータ本体部２１の内周側に形成されたボス部２３と、同外周側に形成された外筒部２５とが一体に形成されたものである。ボス部２３及び外筒部２５間には、ロータ本体部２１の背面側において収容空間部２７が設けられている。
【００１４】
ロータ本体部２１には、非磁性部としてロータ側非磁性部２８が周回状に設けられている。
【００１５】
図２は、ロータの断面図、図３は、ロータの正面図である。
【００１６】
図１〜図３のように、前記ロータ側非磁性部２８は、軸方向でパイロット・クラッチ９側へ径方向の断面寸法を減少させるように形成されている。本実施例では、ロータ側非磁性部２８は、断面が段付き状に形成され、幅Ｗ１の幅広部２９及び幅Ｗ２の幅狭部３０を備えている。幅広部２９は、収容空間部２７側に位置し、幅狭部３０は、パイロット・クラッチ９側の受圧面３１に開口している。
ロータ側非磁性部２８には、断面の大きい側である幅広部２９にリング状の非磁性体３２が設けられている。非磁性体３２は、銅、ステンレス、又はアルミなどで形成され、圧入、拡散焼結結合、熔接、鋳物流し込み、焼結、接着などの固定手段により設けられている。
【００１７】
図１のように、ロータ本体部２１の外周側には、前記インナー・スプライン１３と雌ねじ部１５との間においてクラッチ・ハウジング３側内周面に支持されたＯリング等のシール３３が密接している。
【００１８】
外筒部２５の端部外周面には、雄ねじ部３４が設けられている。この雄ねじ部３４がクラッチ・ハウジング３の雌ねじ部１５にねじ込まれて、クラッチ・ハウジング３に対するロータ１９の固定が行われている。雄ねじ部３４の端部には、ナット３５が締結され、クラッチ・ハウジング３に対するロータ１９の緩み止めを行っている。
【００１９】
シャフト５は、中空に形成されている。シャフト５には、スプライン３７及びインナー・スプライン３９が設けられている。シャフト５は、ベアリング４１によってクラッチ・ハウジング３に回転自在に支持され、ニードル・ベアリング４３によってロータ１９内周に回転自在に支持されている。このシャフト５の外周面に、シール４５が密接している。シール４５は、ロータ１９のボス部２３側に支持されている。
【００２０】
メイン・クラッチ７は、クラッチ・ハウジング３及びシャフト５間に介設され押圧力の付与及び解除により伝達トルクを調整する。メイン・クラッチ７は、複数枚のインナー・プレート４７及びアウター・プレート４９を備え、両プレート４７，４９が交互に配置されている。インナー・プレート４７は、シャフト５のスプライン３７にスプライン係合している。アウター・プレート４９は、クラッチ・ハウジング３のインナー・スプライン１３にスプライン係合している。
【００２１】
パイロット・クラッチ９には、径方向中間部に軸方向に連続的に形成されたクラッチ板側非磁性部５０が設けられている。クラッチ板側非磁性部５０の径方向の断面寸法は、ロータ側非磁性部２８の幅狭部３０の径方向の断面寸法に合わせて幅狭に形成されている。本実施例では、例えば幅１ｍｍ程度となっている。ロータ側非磁性部２８及びクラッチ板側非磁性部５０の回りに電磁石５１による周回状の磁路を形成しロータ１９に対してパイロット・クラッチ９の締結を行わせる。このパイロット・クラッチ９の締結は、メイン・クラッチ７を締結する起因となる。
パイロット・クラッチ９は、クラッチ・プレートとして複数枚のインナー・プレート５３及びアウター・プレート５５を備え、両プレート５３，５５が交互に配置されている。
【００２２】
インナー・プレート５３は、前記締結機構１１のカム・プレート５７の外周にスプライン係合し、アウター・プレート５５は、前記クラッチ・ハウジング３のインナー・スプライン１３にスプライン係合している。カム・プレート５７は、クラッチ・ハウジング３に対して内側の回転部材を構成し、クラッチ・ハウジング３は、外側の回転部材を構成する。
【００２３】
電磁石５１は、電磁クラッチ装置８の一部を構成し、収容空間部２７に配置されている。電磁石５１は、電流制御に応じた電磁力を発生するもので、支持体５９にコイル６１を支持している。支持体５９は、シール・ベアリング６３を介してロータ１９のボス部２３外周に相対回転自在に支持されている。支持体５９は、例えば図外のデフ・キャリヤ側にピン６５を介して回転不能に係合している。なお、電磁石５１は、車体側の電源及びコントローラに対してハーネス６７を介し電気的に接続されている。
【００２４】
電磁石５１に対してロータ本体部２２及びパイロット・クラッチ９を挟むようにアーマチャ６９が配置されている。アーマチャ６９は、前記クラッチ・ハウジング３のインナー・スプライン１３にスプライン係合している。アーマチャ６９は、電磁石５１の磁力によって引き付けられ、パイロット・クラッチ９を締結するようにロータ１９側へ移動可能であり、電磁クラッチ装置８の一部を構成する。
【００２５】
締結機構１１は、カム・プレート５７及び押圧プレート７１と、カム・プレート５７及び押圧プレート７１間のボール・カム７３とから成っている。
【００２６】
カム・プレート５７の背面側は、ニードル・ベアリング７５を介してロータ１９側に当接する構成となっている。カム・プレート５７及び押圧プレート７１のカム面間には、カム・ボール７７が介設されている。押圧プレート７１は、シャフト５のスプライン３７にスプライン係合している。
【００２７】
かかる構成のトルク伝達カップリング１は、クラッチ・ハウジング３の出力軸部１７側においてキャリヤ側に、シール・ベアリング７８を介して回転可能に支持され、ロータ１９側においてキャリヤ・カバー側に図示しない軸受けを介し回転自在に支持されている。
［ロータの製造方法］
図４，図５は、ロータの製造方法を示す第１，第２工法の工程図を示す要部断面図である。
【００２８】
（第１工法）
図４のように、第１工法の第１工程（ａ）では、基材から外形を切削加工などにより形成し、第２工程（ｂ）では、非磁性部に対応した箇所に幅広の第１の周溝７９及び幅狭の第２の周溝８１からなる段付きの周溝８３を周回状に形成する。
第３工程（ｃ）では、銅などの非磁性体３２を、第１の周溝７９に、圧入等の固定手段によって固定する。このとき、非磁性体３２は、一定以上の厚みを確保しているため、剛性を維持することができ、精度良く圧入を行わせることができる。
第４工程（ｄ）では、端面８５を切削し、受圧面３１を形成する。受圧面３１には、ロータ側非磁性部２８の幅狭部３０が開口する。
【００２９】
（第２工法）
図５のように、第２工法の第１工程（ａ）では、基材から外形を切削加工などにより形成し、別体のロータ外径部８７及びロータ内径部８９を形成し、図２に示される幅Ｗ２を有する隙間９１が形成される。
第２工程（ｂ）では、ロータ外径部８７とロータ内径部８９とを図に示される幅Ｗ１を有して非磁性部に対応した箇所に幅広の第１の周溝７９が形成されるようにロータ外径部８７とロータ内径部８９とを別々に切削などにより形成し、第１の周溝７９及び幅狭の第２の周溝８１からなる段付きの周溝８３を形成する。
第３，４工程（ｃ）（ｄ）では、両者間に隙間９１が周回状に形成されるように治具により位置決める。銅などの非磁性体３２を、第１の周溝７９に、圧入等の固定手段によって固定する。このとき、非磁性体３２は、一定以上の厚みを確保しているため、剛性を維持することができ、精度良く圧入を行わせることができる。
第２工法では、第４工程（ｄ）で完成し、受圧面３１に幅狭部３０が開口する。
第２工法では、さらに第５工程（ｅ）を追加することもできる。
第５工程（ｅ）では、端面９３を切削し、受圧面３１Ａを形成する。受圧面３１Ａには、ロータ側非磁性部２８の幅狭部３０が開口する。
なお、第１，２工法において、鋳物流し込みにより非磁性体３２を形成する場合でも、幅広の第１の周溝７９に鋳込むことで、精度良く鋳込み形成することができる。
【００３０】
［トルク伝達］
電磁石５１への通電制御によって、ロータ１９、支持体５９、アーマチャ６９間でロータ側非磁性部２８及びクラッチ板側非磁性部５０の周りに周回状の磁路が形成される。この磁路の形成によって、アーマチャ６９がロータ１９側へ引き付けられる。
【００３１】
このとき、ロータ側非磁性部２８の幅狭部３０により、図２の磁路断面積Ｓｉ，Ｓｏを広くすることができる。このため、電磁石５１の磁力線が非磁性体３２の厚みに規制されるのが抑制され、パイロット・クラッチ９側への磁力線の透過効率を向上させることができる。
【００３２】
アーマチャ６９は、周回状の磁路の形成により吸引され、パイロット・クラッチ９がロータ１９の受圧面３１に対して締結される。この締結によって、カム・プレート５７がクラッチ・ハウジング３側に回転方向に係合する。
一方、シャフト５側にスプライン係合する押圧プレート７１は、カム・プレート５７に対して回転変位し、カム・ボール７７がカム面に乗り上げる。このカム・ボール７７の乗り上げによりボール・カム７３が働き、ニードル・ベアリング７５を介したロータ１９側に対する反力として推力を発生する。
【００３３】
この推力は押圧プレート７１に作用し、押圧プレート７１がメイン・クラッチ７を締結する。メイン・クラッチ７は、締結力に応じ、例えばクラッチ・ハウジング３からシャフト５へトルク伝達を行う。
【００３４】
電磁石５１への通電制御が解除されると、パイロット・クラッチ９のインナー・プレート５３及びアウター・プレート５５間が滑り、ボール・カム７３が働かなくなる。このため、押圧プレート７１による押圧移動もなくなり、メイン・クラッチ７の締結が解除され、フリー状態となる。
【００３５】
［実施例１の効果］
本発明の実施例１では、軸方向での締結によりクラッチ・ハウジング３及びカム・プレート５７間のトルク伝達を制御可能なパイロット・クラッチ９と、径方向の中間部に備えたロータ側非磁性部２８を介して電磁石５１の磁路を周回状に形成するロータ１９と、前記磁路により前記ロータ１９に対して前記パイロット・クラッチ９の締結を行わせる電磁クラッチ装置８において、前記非磁性部２８は、前記軸方向でパイロット・クラッチ９側へ径方向の断面寸法を減少させるように形成されたため、ロータ１９のパイロット・クラッチ９に対する受圧面３１の面積を確保し、磁力線が非磁性部２８の断面寸法で規制されことを抑制することができる。従って、装置を小型化することができ、磁力を確実に確保し、信頼性を向上することができる。
幅狭部３０に、非磁性体３２は入り込んでいないので、高温時に非磁性体３２が膨張しても、パイロット・クラッチ９側へ膨出することがなく、ロータ１９とパイロット・クラッチ９側との間に膨出部によるエアギャップが形成されるのを防止できる。幅狭部３０にまで非磁性体３２が入り込むように形成しても、幅Ｗ２が狭いことより高温時の膨出を抑制することができる。
本発明は、多板クラッチを備えていない電磁クラッチ、具体的には、電磁石とロータとアーマチャとが軸方向に沿って配置される単板式の電磁クラッチにおけるロータに対して適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】トルク伝達カップリングの断面図である（実施例１）。
【図２】ロータの断面図である（実施例１）。
【図３】ロータの正面図である（実施例１）。
【図４】第１工法を示し（ａ）は第１工程、（ｂ）は、第２工程、（ｃ）は、第３工程、（ｄ）は、第４工程である（実施例１）。
【図５】第１工法を示し（ａ）は第１工程、（ｂ）は、第２工程、（ｃ）は、第３工程、（ｄ）は、第４工程、（ｅ）は、第５工程である（実施例１）。
【符号の説明】
【００３７】
３  クラッチ・ハウジング（回転部材）
８  電磁クラッチ装置
９  パイロット・クラッチ（クラッチ部）
２８  ロータ側非磁性部
３２  非磁性体
５７  カム・プレート（回転部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008057704.tif 000005
【図４】
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【図５】
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