(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度の削り加工が不要でありながら、起動初期時に異音が発生することを防止・抑制可能な電磁連結装置の製造方法を提供する。【解決手段】ロータ２のうちアーマチュア４に押圧し得る摩擦面を、アーマチュア４と対向する磁極部２１，２２と、フェーシング３とによって構成した電磁連結装置Ｘの製造方法として、磁極部にフェーシング３を組み付けて、磁極部２１，２２及びフェーシング３を面一または略面一に加工する摩擦面加工工程と、摩擦面加工工程後に、所定雰囲気下に置いて、フェーシング３を膨張させて、フェーシング３の表面を、励磁コイル１２の励磁状態において必要な吸引力を確保でき且つ起動初期状態で磁極部２１，２２よりも優先してアーマチュア４に接触し得る程度に磁極部よりもアーマチュア４側に膨出させるフェーシング膨張工程とを経る方法を採用した。【選択図】図１
2012189194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルを有する磁極体と、
回転軸の軸方向に沿って前記磁極体と対向する位置に配置されたロータと、
前記回転軸の軸方向に沿って前記ロータに接離する方向に移動可能であって且つ前記磁極体及び前記ロータと共に磁気回路を形成し得るアーマチュアとを備え、
前記ロータのうち前記アーマチュアに押圧し得る摩擦面を、前記アーマチュアと対向する磁極部と、この磁極部に設けたフェーシングとによって構成し、前記励磁コイルが励磁状態である場合に前記アーマチュアが電磁吸引力により前記回転軸の軸方向に移動して前記ロータの前記摩擦面に押圧するように構成した電磁連結装置の製造方法であって、
前記磁極部に前記フェーシングを組み付けて、前記磁極部の表面及び前記フェーシングの表面を略面一に加工する摩擦面加工工程と、
前記摩擦面加工工程後に、所定雰囲気下に置いて、前記フェーシングを膨張させて、当該フェーシングの表面を、前記励磁コイルの励磁状態において必要な吸引力を確保でき且つ起動初期状態で前記磁極部よりも優先して前記アーマチュアに接触し得る程度に前記磁極部よりもアーマチュア側に膨出させるフェーシング膨張工程とを経ることを特徴とする電磁連結装置の製造方法。
【請求項２】
前記フェーシング膨張工程は、前記磁極部に前記フェーシングを組み付けて前記摩擦面加工工程を行った後の状態で、完成前の電磁連結装置を輸送中に行うようにした請求項１に記載の電磁連結装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁摩擦クラッチや電磁摩擦ブレーキ等の電磁連結装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、励磁コイルを有する磁極体と、磁極体に対向する位置に配置されるロータと、回転軸の軸方向に摺動可能なアーマチュアとを備え、励磁コイルが励磁状態である場合に、磁気吸引力によりアーマチュアがロータに押圧することにより回転トルクをロータに伝達するように構成した電磁摩擦クラッチが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、ほぼ同様の構成を採用したものとして、励磁コイルが励磁状態である場合に、磁気吸引力によりアーマチュアがロータに押圧することによりアーマチュアの回転動作に制動力が働くように構成した電磁摩擦ブレーキが知られている。
【０００４】
このような電磁摩擦クラッチや電磁摩擦ブレーキなどの電磁連結装置では、ロータのうちアーマチュアと接触する部分である摩擦面が、磁極部と、磁極部に設けたフェーシング（摩擦材）とによって形成されているのが一般的である。そして、励磁コイルを励磁状態にしてアーマチュアとロータの摩擦面とを相互に押圧させた際に、フェーシングによって押圧時の衝撃を緩和し得るように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９１７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような電磁連結装置を使い始める起動初期時（なじみ処理時）に、適度な初期トルクが得られるように、ロータの摩擦面をそれと対向するアーマチュアの摩擦面に対して傾斜させる斜め加工を行い、磁極部の表面の一部、例えばアウタポールの表面とアーマチュアとを押圧できるように構成されている。しかしながら、何れも金属製である磁極部とアーマチュアとを相互に押圧させた際には衝突音が生じる。
【０００７】
そこで、摩擦面を面一または略面一にする加工を行った後に、磁極部の表面を数ミクロン単位で削り、磁極部の表面をフェーシングよりもアーアマチュアから離れた位置に設定する削り加工が施されていた。これにより、初期状態ではフェーシングは磁極部の表面よりもアーマチュア側に突出した形状となる。
【０００８】
しかしながら、上述したような数ミクロン単位の削り加工は、極めて高い精度が要求され、製作工程の複雑化や生産性低下、製作コストアップを招来し得るという問題があった。
【０００９】
このような課題に着目してなされた本発明の主たる目的は、高精度の削り加工が不要でありながら、起動初期時に異音（衝突音）が発生することを防止・抑制可能な電磁連結装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明は、励磁コイルを有する磁極体と、回転軸の軸方向に沿って磁極体と対向する位置に配置されたロータと、回転軸の軸方向に沿ってロータに接離する方向に移動可能であって且つ磁極体及びロータと共に磁気回路を形成し得るアーマチュアとを備え、ロータのうちアーマチュアに押圧し得る摩擦面を、アーマチュアと対向する磁極部と、この磁極部に設けたフェーシングとによって構成し、励磁コイルが励磁状態である場合にアーマチュアが電磁吸引力により回転軸の軸方向に移動してロータの摩擦面に押圧するように構成した電磁連結装置の製造方法に関するものである。ここで、「押圧」とは、接触した状態で押し付けて圧することを意味する。
【００１１】
そして、本発明の電磁連結装置の製造方法は、磁極部にフェーシングを組み付けて、磁極部の表面及びフェーシングの表面を略面一に加工する摩擦面加工工程と、摩擦面加工工程後に、所定雰囲気下において、フェーシングを膨張させ、フェーシングの表面を、励磁コイルの励磁状態において必要な吸引力を確保でき且つ起動初期状態で磁極部よりも優先してアーマチュアに接触し得る程度に磁極部よりもアーマチュア側に膨出させるフェーシング膨張工程とを経ることを特徴としている。
【００１２】
このような製造方法であれば、摩擦面加工工程で磁極部の表面とフェーシングの表面を略面一にした後は、特別な高精度の加工を要することなく、フェーシングを所定の雰囲気下に置いておくだけで、物性を利用して膨張させたフェーシングを磁極部の表面よりもアーマチュア側に突出させることができるため、製作工程の単純化を図ることができ、生産性の向上及び製作コストの低廉化を実現することができる。なお、「略面一」とは、磁極部の表面とフェーシングの表面とが完全に一平面上にある状態（面一）と、若干の誤差はあるものの、一平面上にあるとみなしてよい状態のことをいうものとする。そして、本発明におけるフェーシング膨張工程では、フェーシングの膨張程度を次の２つの条件、つまり、励磁コイルの励磁状態において必要な吸引力を確保できるという条件（第１条件）、起動初期状態で磁極部よりも優先してアーマチュアに接触し得るという条件（第２条件）を満たすようにしている。ここで、第１条件を満たすことにより、フェーシングの膨張量（磁極部の表面に対する突出高さ）が大きくなり過ぎた場合に生じ得る不具合、すなわち、励磁コイルの励磁状態において必要な吸引力を発揮できずに、電磁連結装置としての機能を果たさないという不具合を防止することができる。また、第２条件を満たすことにより、フェーシングの膨張量（磁極部の表面に対する突出高さ）が小さ過ぎた場合に生じ得る不具合、すなわち、起動初期時に、磁極部の表面をロータに直接押圧させることによって、異音（衝突音）が発生するという不具合を好適に防止・抑制することができる。
【００１３】
さらに、本発明では、電磁連結装置を完成させるまでの時点であれば摩擦面加工工程及びフェーシング膨張工程はどの時点で行ってもよいが、工場などから納品先へ電磁連結装置を輸送する場合には、この輸送時間を利用して、フェーシング膨張工程を行うようにすることが好ましい。すなわち、フェーシング膨張工程は、磁極部にフェーシングを組み付けて摩擦面加工工程を行った後の状態で、完成前の電磁連結装置を輸送中に行うようにすれば、輸送時間を有効利用することができ、生産効率が向上する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高精度の削り加工が不要でありながら、起動初期時に異音（衝突音）が発生することを防止・抑制可能な電磁連結装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁摩擦クラッチ（励磁状態）の模式断面図。
【図２】同実施形態におけるロータの摩擦面の断面図。
【図３】図２のａ方向矢視図。
【図４】図２のＰ領域拡大図。
【図５】同実施形態に係る電磁摩擦クラッチの製造工程を示すフローチャート。
【図６】同実施形態におけるフェーシング膨張工程後の図４対応図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態に係る電磁連結装置は、図１に示すように、回転軸Ａに固定されたロータ２と、このロータ２に対向配置されたアーマチュア４と、磁束を発生させる励磁コイル１２を有する磁極体１とを備え、励磁コイル１２に通電し、その励磁コイル１２から発生した磁束によってロータ２にアーマチュア４を吸着させたり、励磁コイル１２への通電を解除して、ロータ２とアーマチュア４とを離隔させることにより、トルクの伝達及び遮断を行う乾式の電磁摩擦クラッチである。
【００１８】
この電磁摩擦クラッチＸは、図１（図１は電磁摩擦クラッチＸの作用原理を模式的に示す図である）に示すように、励磁コイル１２を有する磁極体１と、回転軸Ａと、磁極体１と対向する位置に配置され回転軸Ａに固定されたロータ２と、回転軸Ａの軸方向に沿ってロータ２に接離する方向に移動可能であって且つ磁極体１及びロータ２と共に磁気回路を形成し得るアーマチュア４と、アーマチュア４をロータ２から離間する方向に付勢し得る付勢部材５（この付勢部材５は、アーマチュア４をロータ２から離間させた位置に保持し、且つトルク伝達可能な部材である）とを備えたものである。
【００１９】
磁極体１は、ロータ２側に開口する断面視コ字状の凹部１１ａが形成されたリング状のヨーク１１と、凹部１１ａ内に収容される励磁コイル１２とを備えたものであり、フィールドコアとも称される。励磁コイル１２にはリード線が接続されている。本実施形態では、連結板１３を介してヨーク１１を固定部Ｆ（図１参照）に固定することにより、磁極体１全体を移動不能に固定している。
【００２０】
ロータ２は、図２及び図３（図３は図２のａ方向矢視図である）磁極体１を収容する磁極体収容凹部２ａを有し、さらに磁極体１と背向する側にフェーシング３を収容するリング状のフェーシング収容凹部２ｂを形成したものである。本実施形態のロータ２では、相対的に回転軸Ａに近い内周側のインナポール２１と、相対的に回転軸Ａから遠い外周側のアウタポール２２とによって磁極部を構成している。フェーシング収容凹部２ｂは、インナポール２１とアウタポール２２とに跨がって形成されている。また、ロータ２の中央部には回転軸Ａを一体回転可能に保持し得る回転軸保持孔２ｃを形成している。
【００２１】
フェーシング３は、図２乃至図４（図４は図２のＰ領域拡大図である）に示すように、ロータ２のフェーシング収容凹部２ｂに離脱不能に収容可能なリング状をなし、磁極部の表面（本実施形態では各ポール２１，２２の表面）とともに、励磁状態においてアーマチュア４に押圧し得るロータ２の摩擦面として機能するものである。フェーシング３の配合組成は適宜変更可能なものであり、一例としては、例えばアラミド繊維や非鉄金属繊維等の繊維系を主材料とするものであったり、フェノール樹脂や合成ゴム等の樹脂系充填剤や、フリクションダストや無機質粉末等の摩擦調整材を配合したものを挙げることができる。フェーシングは、ロータ２のフェーシング収容凹部２ｂに収容可能なリング状をなすものである。
【００２２】
アーマチュア４は、例えば鋼（ステンレス鋼、軟鋼）を主材料（母材の材料）とするリング状をなすものである。このアーマチュア４は、回転軸Ａのラジアル方向には移動不能である一方、回転軸Ａの軸方向（スラスト方向）にスライド移動可能なものである。
【００２３】
付勢部材５は、例えば板バネから構成され、励磁コイル１２への通電状態が切断された場合にロータ２（具体的にはフェーシング３）に押圧しているアーマチュア４をロータ２から離間させてハブ６側へ復帰させる復帰バネとして機能し、またトルク伝達部材としても機能するものである。本実施形態では、図１に示すように、この付勢部材５をハブ６に固着し、このハブ６と一体に形成され入力側となるプーリ７を回転軸Ａ回りに回動可能に設定している。
【００２４】
次に、このような構成をなす電磁摩擦クラッチＸの動作について説明する。
【００２５】
励磁コイル１２が励磁されていない無励磁状態である場合、アーマチュア４は、ロータ２から離間した位置に付勢部材５によって保持され、ハブ６に押圧している（図示省略）。したがって、アーマチュア４はプーリ７と共に駆動されているが、ロータ２とは間隙を隔てているのでロータ２には駆動トルクは伝達されず、回転軸Ａは停止している。
【００２６】
一方、励磁コイル１２が励磁状態である場合、アーマチュア４は、磁極体１及びロータ２と共に磁気回路を形成し、この磁気回路を通る磁束によって発生する吸引力により付勢部材５の付勢力に抗してロータ２に接触する位置まで回転軸Ａの軸方向に沿ってロータ２側に吸引される（図１参照）。したがって、プーリ７からの駆動トルクがロータ２に伝達され、回転軸Ａは駆動（回動）する。
【００２７】
すなわち、本実施形態に係る励磁作動形電磁摩擦クラッチＸは、励磁状態では、アーマチュア４がロータ２に磁気吸着されて、入力側（プーリ７）の回転が回転軸Ａに伝達される一方、励磁コイル１２に対する通電を切断して励磁状態から無励磁状態へ切り替えると、磁気吸着力が消滅し、アーマチュア４は付勢部材５の弾性復帰力によりロータ２から離れた位置に復帰し、入力側（プーリ７）から回転軸Ａへの駆動力の伝達が切断される。
【００２８】
そして、本実施形態に係る電磁摩擦クラッチＸは、ロータ２のうち励磁状態においてアーマチュア４に押圧し得る摩擦面を、図５に示す工程を経て形成している。
【００２９】
先ず、ロータ２のフェーシング収容凹部２ｂにフェーシング３を収容して、ロータ２の磁極部（インナポール２１、アウタポール２２）の表面と、フェーシング３とからなる摩擦面を略面一にする加工を施す（摩擦面加工工程Ｓ１）。この摩擦面加工工程Ｓ１は、例えば適宜の切断具を用いて行うことができ、磁極部（インナポール２１、アウタポール２２）の表面とフェーシング３の表面とを完全に一平面上に並ぶように平滑に加工するが、ごくわずかな微差は許容される。なお、ロータ２のフェーシング収容凹部２ｂにフェーシング３を圧入した状態で収容することにより、フェーシング収容凹部２ｂからフェーシング３が不意に離脱することを防止できる。ここで、摩擦面加工工程Ｓ１後のロータ２の摩擦面は図４に示す形態と同一ないし略同一である。
【００３０】
そして、本実施形態では、摩擦面加工工程Ｓ１を経た後にフェーシング膨張工程Ｓ２を行う。このフェーシング膨張工程Ｓ２は、所定雰囲気下に置いて、フェーシング３を膨張させて、フェーシング３の表面を、励磁コイル１２の励磁状態において必要な吸引力を確保でき且つ起動初期状態で磁極部（インナポール２１，アウタポール２２）よりも優先してアーマチュア４に接触し得る程度に磁極部（インナポール２１，アウタポール２２）よりもアーマチュア４側に膨出させる工程である。具体的には、フェーシング３の材質に応じて適切な高温多湿環境下に置いたフェーシング３を、一切の加工を施すことなく、自然に膨張させるのがこのフェーシング膨張工程Ｓ２である。なお、フェーシング膨張工程Ｓ２は、摩擦面加工工程Ｓ１の後に半製品を輸送し、この輸送時間を利用して実施することができる。ここで、半製品を輸送する手段としては、トラックはもちろんのこと、船や航空機、鉄道車両などを挙げることができる。
【００３１】
フェーシング膨張工程Ｓ２を経たロータ２の摩擦面は、図６に示すように、フェーシング３が磁極部（インナポール２１，アウタポール２２）の表面よりもアーマチュア４側に突出した形状となる。そして、磁極部（インナポール２１，アウタポール２２）の表面に対するフェーシング３の突出量（高さ）は、例えば数μｍ乃至数十μｍである。
【００３２】
所定の場所へ輸送した後に、この電磁連結装置（電磁摩擦クラッチＸ）を初めて起動させた場合（起動初期時、なじみ処理時）、励磁コイル１２を励磁させてアーマチュア４とロータ２とを押圧させると、ロータ２の摩擦面のうち磁極部（インナポール２１，アウタポール２２）の表面よりも所定高さ分だけアーマチュア４側に突出したフェーシング３がアーマチュア４に当たる。その結果、起動初期時にアーマチュア４と磁極部（ポール２１，２２）とが押圧すれば生じ得る異音（滑り音、衝撃音）を消したり、小さくすることができる。しかも、磁極部（インナポール２１，アウタポール２２）の表面に対するフェーシング３の突出量（高さ）を上述したような値に設定することにより、フェーシング３の突出量（高さ）が多過ぎる（高すぎる）ことに起因して励磁コイル１２の励磁状態時に必要な吸引力を確保できない、という不具合が生じることを防止できる。また、なじみ処理により、ロータ２の摩擦面は図２に示す形態になる。
【００３３】
このように、本実施形態では、摩擦面加工工程Ｓ１で磁極部（インナポール２１，アウタポール２２）とフェーシング３を面一または略面一にした後は、例えば磁極部（インナポール２１，アウタポール２２）を数μｍ単位で削って段差を形成したり、斜めに加工する等の高度な加工を要することなく、フェーシング３を組み込んだロータ２を所定の雰囲気下に置いておくことでフェーシング３のみを膨張させて、磁極部（インナポール２１，アウタポール２２）の表面よりもアーマチュア４側に突出させた形状にしているため、製作工程の単純化及び製作コストの低廉化を図ることができる。そして、フェーシング膨張工程Ｓ２では、磁極部（インナポール２１，アウタポール２２）の表面に対するフェーシング３の突出量（高さ））を、励磁コイル１２の励磁状態において必要な吸引力を確保できるという条件と、起動初期状態で磁極部（各ポール２１，２２）よりも優先してアーマチュア４に接触し得るという条件とを満たすように設定してため、励磁作動形電磁連結装置（電磁摩擦クラッチＸ）として動力伝達機能を適切に発揮するとともに、起動初期時の異音（滑り音、衝突音）の発生を好適に防止・抑制することができる。
【００３４】
さらに、本実施形態では、半製品の輸送中にフェーシング膨張工程Ｓ２を行うようにしているため、輸送時間を有効利用することができ、生産効率が向上する。
【００３５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、電磁連結装置として、電磁摩擦クラッチＸを例示したが、このような電磁摩擦クラッチＸと略同様の構造を用いて、回転軸を回転不能に固定することにより、励磁コイルに通電し、その励磁コイルから発生した磁束によってロータにアーマチュアを吸着させた場合に、アーマチュアに制動力が働くように構成した乾式の電磁摩擦ブレーキにも、本発明の製造方法を適用することができる。このような電磁摩擦ブレーキの一例としては、励磁コイルが励磁されていない無励磁状態である場合、アーマチュアはロータから離間した位置に付勢部材によって保持され、プーリと共に駆動される一方、励磁コイルが励磁状態である場合、アーマチュアが、磁極体及びロータと共に磁気回路を形成し、この磁気回路を通る磁束によって発生する吸引力により付勢部材の付勢力に抗してロータに接触する位置まで回転軸の軸方向に沿ってロータ側に吸引され、回転していない回転軸に固定されたロータに押圧することにより、アーマチュアに対して制動力が働くようにした態様を挙げることができる。
【００３６】
また、電磁連結装置を完成させるまでの時点であれば摩擦面加工工程及びフェーシング膨張工程はどの時点で行ってもよく、輸送する前の時点、あるいは輸送した後の時点でこれら２つの工程を行うことも可能である。
【００３７】
また、磁極部の表面及びフェーシングの表面を面一または略面一に加工する摩擦面加工工程では、面一となる摩擦面が回転軸の軸方向に直交する角度以外の角度となるようにしてもよい。その一例としては、磁極部のうち回転軸から相対的に遠い方（アウタポール側）を回転軸に相対的に近い方（インナポール側）よりもアーマチュア側に位置付ける（突出させる）ようにロータの摩擦面を加工する態様を挙げることができる。
【００３８】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１…磁極体
１２…励磁コイル
２…ロータ
２１，２２…磁極部（インナポール，アウタポール）
３…フェーシング
４…アーマチュア
Ａ…回転軸
Ｘ…電磁連結装置（電磁摩擦クラッチ）
Ｓ１…摩擦面加工工程
Ｓ２…フェーシング膨張工程
【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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