(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸線を持ち、低い磁気抵抗の材料から成る、電磁継手用の多極継手ディスクにおいて、（イ）前記電磁継手の別の継手ディスクに係合するのに適する作用面と、（ロ）反対側の非作用面と、（ハ）内側及び外側の周辺部と、（ニ）前記内側の周辺部と前記外側の周辺部との間において、前記多極継手ディスクに形成され、前記非作用面から前記作用面に向かって延び、それぞれ互いに対向する壁により形成された半径方向に互いに間隔を置いた同心の円形列のみぞ穴と、（ホ）これ等の各みぞ穴内に配置され，これ等の各みぞ穴を実質的に満たし，これ等の各みぞ穴の壁に密接に接合した高い磁気抵抗の材料から成る環と、（ヘ）前記高い磁気抵抗の材料から成り、前記多極継手ディスクの非作用面に密接に接合され、前記各環と一体であり、これ等の環を前記多極継手ディスクの非作用面に隣接して相互に接合するのに役立つ半径方向に延びる環状体とを備え、
前記環を前記多極継手ディスクの作用面で露出させ、
前記多極継手ディスクの作用面に形成され、前記各環に実質的に整合した半径方向に互いに間隔を置いた同心の環状みぞを設けて成る多極継手ディスク。
【請求項２】
前記多極継手ディスクのそれぞれ内側及び外側の周辺部と一体であり、これ等の周辺部から軸線方向に延びる互いに同心の内側及び外側の極環を備え、前記環状体を前記極環に密接に接触した請求項１の多極継手ディスク。
【請求項３】
それぞれ前記多極継手ディスクの内側及び外側の周辺部と一体であり、これ等の周辺部から軸線方向に延びる同心の内側及び外側の極環と、前記外側の極環を囲む駆動プーリと、この駆動プーリを前記外側の極環に密接に接合する高い磁気抵抗の材料とを備えた請求項１の多極継手ディスク。
【請求項４】
前記高い磁気抵抗の材料として銅ろう付け材料を使った請求項３の多極継手ディスク。
【請求項５】
前記各みぞ穴の壁を、全ディスク厚さを実質的に横切り前記中心軸線に対して斜めに傾けた請求項１の多極継手ディスク。
【請求項６】
前記各みぞ穴の壁が、前記の非作用面から作用面に進むときに相互に近づく向きに先細になるようにした請求項５の多極継手ディスク。
【請求項７】
前記各みぞ穴の壁に少なくとも１つの段を形成し、前記各みぞ穴を前記多極継手ディスクの非作用面では前記作用面におけるより半径方向に一層広くした請求項１の多極継手ディスク。
【請求項８】
中心軸線を持ち、低い磁気抵抗の材料から成る電磁継手用の多極継手ディスクにおいて、（イ）前記電磁継手の別の継手ディスクに係合するのに適する作用面と、（ロ）反対側の非作用面と、（ハ）内側及び外側の周辺部と、（ニ）前記内側の周辺部と前記外側の周辺部との間において、前記多極継手ディスクに形成され、前記非作用面から前記作用面に延び、それぞれ前記多極継手ディスクの全厚さを横切って前記中心軸線に対し斜めに傾いた互いに対向する壁により形成された半径方向に互いに間隔を置いた同心の円形列のみぞ穴と、（ホ）高い磁気抵抗の材料から成り、前記各みぞ穴内に配置され、これ等の各みぞ穴を実質的に満たし前記斜めに傾いたみぞ穴の壁に密接に接合した環とを備え、
前記各環を、前記多極継手ディスクの作用面で露出させ、
前記多極継手ディスクの作用面に形成され、前記各環に実質的に整合した半径方向に互いに間隔を置いた同心の環状みぞを備えた
多極継手ディスク。
【請求項９】
前記各環を、前記多極継手ディスクの非作用面でも露出させた請求項８
の多極継手ディスク。
【請求項１０】
前記高い磁気抵抗の材料から成り前記多極継手ディスクの非作用面に密接に接合され、前記環と一体であり、前記環を前記多極継手ディスクの非作用面に隣接して相互に接合するのに役立つ半径方向に延びる環状体をさらに備えた請求項８の多極継手ディスク。
【請求項１１】
前記多極継手ディスクのそれぞれ内側及び外側の周辺部と一体であり、これ等の周辺部から軸線方向に延びる同心の内側及び外側の極環を備え、前記環状体を前記極環に密接に接合した請求項１０の多極継手ディスク。
【請求項１２】
前記多極継手ディスクの内側及び外側の周辺部と一体であり、これ等の各周辺部から軸線方向に延びる同心の内側及び外側の極環と、前記外側の極環を囲む駆動プーリと、この駆動プーリを前記外側の極環に密接に接合する高い磁気抵抗の材料とを備えた請求項８の多極継手ディスク。
【請求項１３】
前記高い磁気抵抗の材料として銅ろう付け材を使った請求項８の多極継手ディスク。
【請求項１４】
前記各みぞ穴の壁が、前記非作用面から前記作用面に進むときに相互に近づく向きに先細になるようにした請求項８の多極継手ディスク。
【請求項１５】
中心軸線を持ち、低い磁気抵抗の材料から成る電磁継手用の多極継手ディスクにおいて、（イ）前記電磁継手の別の継手ディスクに係合するのに適する作用面と、（ロ）反対側の非作用面と、（ハ）内側及び外側の周辺部と、（ニ）前記内側の周辺部と、前記外側の周辺部との間において、前記多極継手ディスクに形成され、前記非作用面から前記作用面に延び、それぞれ少なくとも１つの大体において直角の段を形成した互いに対向する壁により形成され、それぞれ前記多極継手ディスクの非作用面においては前記多極継手ディスクの作用面におけるよりも半径方向に広くした、半径方向に互いに間隔を置いた同心の環状のみぞ穴と、（ホ）高い磁気抵抗の材料から成り、前記各みぞ穴内に配置され、これ等の各みぞ穴を実質的に満たし、前記各みぞ穴の壁に密接に接合した環とを備えた多極継手ディスク。
【請求項１６】
前記各環を、前記ディスク作用面で露出させた請求項１５の多極継手ディスク。
【請求項１７】
前記多極継手ディスクの作用面を実質的に扁平に平面にし、前記各環を、前記作用面と実質的に同一平面にした請求項１６の多極継手ディスク。
【請求項１８】
前記多極継手ディスクの作用面に形成され、前記環に実質的に整合した半径方向に互いに間隔を置いた同心の環状みぞを備えた請求項１６の多極継手ディスク。
【請求項１９】
前記各環を、前記多極継手ディスクの非作用面で露出させた請求項１６の多極継手ディスク。
【請求項２０】
前記高い磁気抵抗の材料から成り、前記多極継手ディスクの非作用面に密接に接合され、前記環と一体であり、前記環を前記多極継手ディスクの非作用面に隣接して相互に接合するのに役立つ半径方向に延びる環状体を備えた請求項１５の多極継手ディスク。
【請求項２１】
前記多極継手ディスクのそれぞれ内側及び外側の周辺部と一体であり、これ等の周辺部から軸線方向に延びる同心の内側及び外側の極環を備え、前記環状体を前記極環に密接に接合した請求項２０の多極継手ディスク。
【請求項２２】
前記多極継手ディスクの内側及び外側の周辺部と一体であり、これ等の周辺部から軸線方向に延びる同心の内側及び外側の極環と、前記外側の極環を囲む駆動プーリと、この駆動プーリを前記外側の極環に密接に接合する高い磁気抵抗の材料とを備えた請求項１５の多極継手ディスク。
【請求項２３】
前記高い磁気抵抗の材料として銅ろう付け材を使った請求項２２の多極継手ディスク。
【請求項２４】
前記各みぞ穴の少なくとも１つの壁に多数の直角段を形成した請求項１５の多極継手ディスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電磁式のクラッチ又はブレーキのような電磁継手に使う、多極継手ディスク（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｐｏｌｅ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｄｉｓｃ）に関する。このような多極継手ディスクは、回転又は非回転の界磁の一部であり、又は回転或いは非回転のアーマチュアである。
【０００２】
【発明の背景】
典型的な電磁継手はシルベストリーニ（Ｓｉｌｖｅｓｔｒｉｎｉ）等を発明者とする米国特許第４，１８７，９３９号明細書に記載してある。この特許明細書では継手は、鋼のように低い磁気抵抗を持ち又同様に鋼から成るロータによる界磁を持つ材料から成る回転アーマチュア・デイスクを備えた電磁クラッチである。この界磁コイルを励磁すると、ロータと軸線方向に対向するアーマチユアとの間の径路を磁束が通りアーマチユアを引き付けてロータの作用面に接触させこれ等両者を一体に回転するように結合する。ロータの作用面は、ロータの一部を形成するディスクの一方の面より形成される。
【０００３】
本発明の継手デイスクは、たとえば車両空調用圧縮機のクラッチに使うロ−タの場合にとくに、有用である。ロ−タの外部極環にはプーリが取り付けられエンドレスベルトにより駆動する。クラッチを係合させると、ロ−タは比較的重いベルト荷重を受ける。
【０００４】
空調機用圧縮機のクラッチにとくに有用なロ−タは、ブース（Ｂｏｏｔｈ）等を発明者とする米国特許第４，６８５，２０２号、ロール（Ｒｏｌｌ）等による米国特許第４，８９１，０７７号、ブース等による米国特許第４，８９１，６１９号、ブース等による米国特許第４，９５１，７９７号、ブース等による米国特許第５，０９６，０３６号及びブラウン（Ｂｒｏｗｎ）等による米国特許第５，１２５，２５５号各明細書の記載してある。これ等の特許明細書に記載してあるロータは或る程度の利点及び欠点を持つが、一般に共通の欠点がある。すなわちこのようなロータは、構造物に破損しないで比較的重いベルト荷重に耐えることができ、重量が比較的軽く、これと同時に許容できる磁気特性をもたなければならない比較的小直径のロータの場合一般に使用に適当でない。大体において前記各特許明細書に記載してあるロ−タは、比較的狭いウエブ又は橋架部分によりお互いに隔離された半径方向に間隔を隔てた列から成る角度方向に間隔を隔てた「バナナ」形みぞ穴を形成した継手デイスクを備えている。ロ−タデイスクが比較的小さい直径を持ち軸線方向に薄い場合には、各ウエブは重いベルト荷重のもとに均等に湾曲しロータの構造破損を招く。
【０００５】
【発明の開示】
本発明の目的は、比較的小さい直径を持ち、比較的軽量であり、すぐれた磁気特性を持ち、重荷重に耐えることのできる新規な改良された継手ディスクを提供することにある。
【０００６】
本発明の一層詳細な目的は、磁束漏れの減少した明確な磁極を形成してデイスクの構造強度を増すように磁気抵抗の高い材料を詰めた独特の形状のみぞ穴を持つ継手デイスクを提供することにより前記の目的を達成することにある。
【０００７】
本発明のなお別の目的は、継手デイスクの非作用面をみぞ穴の充てんに使う同じ高い磁気抵抗の材料からなる環状体で補強しデイスクの構造強さをさらに高めることにある。
【０００８】
本発明は又、ロータの継手デイスクのみぞ穴の壁に磁気抵抗の高い材料を接合するのに使われる同じ操作でロータに駆動プーリを接合することができる。
【０００９】
本発明のこれ等の又その他の目的及び利点を添付図面について以下にしょうさいに説明する。
【００１０】
本発明は種々の変化変型を行うことができるが、若干の実施例を添付図面について以下に詳細に説明する。しかし本発明は前記した構造に限定するものではなくその精神を逸脱しないで種々の変化変型を行うことができるのはもちろんである。
【００１１】
【実施例】
本発明を、電磁ブレーキ又はクラッチのような電磁継手に使う継手ディスク２０の場合について示す。継手ディスクはアーマチュアでよいが、この場合継手ディスクは、たとえば前記したシルベストリーニ等の特許明細書に記載してある形式のものでよいクラッチロータ２１の一部を形成するものとして示してある。この特定の例では、ロータは、形状が円形で、継手ディスク２０の一方の面２４になるべくは一体の軸線方向に延びる外側フランジ２２及び軸線方向に延びる内側ハブ２３を備えている。継手ディスクの反対側の面２５は、ロータ２１の作用面を形成し、クラッチのアーマチュアに摩擦を伴って接触するようにしてある。フランジ２２及びハブ２３は、ロータ２１のそれぞれ外側及び内側の極環を形成する。
【００１２】
従来と同様にロータ２１は鋼（たとえばＡＩＳＴ  １０１０鋼）のような磁気抵抗の低い材料から作る。ロータは鋳造し次いで機械加工するが、ロータは打抜き又は引抜きの操作により形成するのがよい。
【００１３】
ロータ２１は、車両空調機圧縮機の電磁クラッチにとくに使うようにしてある。このため多条Ｖプーリ２６は、外側極環２２を囲みこれに接合してある。ロータ２１は、プーリのまわりに掛けるようにした多条Ｖベルト（図示してない）により車両エンジンから駆動する。この場合プーリ２６はろう付けにより極環２２に接合してある。外側極環の外周辺とプーリ２６の前端部分の内周辺との間にろう付け材料から成る環状体が存在する。ろう付け材料は初めに、外側極環のまわりの環状みぞ２８内に充てんするペースト［たとえば銅をベースとするろう付けペースト（ｃｏｐｐｅｒ−ｂａｓｅｄ  ｂｒａｚｉｎｇ  ｐａｓｔｅ）］の形にする。ロータ２１をろう付けかせま内で加熱するときは、ろう付け材料によりプーリをロータに融着する。
【００１４】
図１ないし４に例示した特定のロータ２１は６極クラッチの一部を形成し、すなわち継手ディスク２０は、継手ディスクの残りの面積より少ない磁束を搬送する３つの同心のバンド３０（図３）を備えている。１つの磁極は内側バンドの半径方向内方に位置する継手ディスクの環状区域により形成され、２つの極は内側バンド及び中間バンドの間の環状区域により形成され、２つの付加的極は中間バンド及び外側バンドの間の環状区域により形成され、６番目の極は外側バンドの外方に位置する環状区域により形成される。
【００１５】
本発明によれば各バンド３０は、ロータ２１に一層高い構造強度と改良された磁気特性とを付与するように独特の構成を持つ。各バンドの構造によつて比較的小さい直径のロータは比較的高いベルト荷重に耐えることができ、さらに〒ーたの重量及び軸線方向寸法を減らすことができる。
【００１６】
図１ないし４の実施例では各バンド３０は、継手ディスクの作用面２５及び非作用面２４の間に継手ディスクを完全に貫いて延びるのを好適とする円周方向に連続したみぞ穴３１により一部を形成してある。各みぞ穴３１は内側及び外側の壁３２を備えている。各壁３２は斜角を挟んで傾斜しみぞ穴３１が非作用面２４から作用面２５に向かって進むに伴い相互に近づく向きに対称に先狭まりになる。
【００１７】
本発明によれば各みぞ穴３１は磁気抵抗の高い材料から成りみぞ穴３１の壁３２に密接に接合した環３５を充てんしてある。各環３５を形成する材料は、ろう付けがまの熱を受けたときにみぞ穴の壁に融着する銅系ろう付けペーストがよい。
【００１８】
みぞ穴３１内の磁気抵抗の高い環３５は、磁束の通過に抵抗する障壁を形成しロータ２１の磁極を形成する。みぞ穴３１を充てんすることによつて、銅環３５はロータの継手ディスク２０に実質的な強度を加えて重いトルク荷重のもとの継手ディスクのたわみ、曲がり又はその他の損傷のおそれを減らす。環３５は継手ディスクを強めるから、継手ディスク自体の軸線方向厚さを著しく減らしてロータ２１の重量及び軸線方向寸法を減らすことができる。
【００１９】
みぞ穴３１の傾斜壁３２によつて、作用面２５の全半径方向幅を狭く保つことができるように、各環３５はロータ２１の作用面２５で狭くできる。作用面２５で幅の比較的広い鋼バンドを互いに隣接する環３５の間に位置させ磁束移動に必要な高い磁束密度の区域を生ずるようにする。さらに各環３５は、継手ディスク２０が摩耗し継手ディスク及び対向するアーマチュアの間のエアギャップが広くなるのに伴い環３５の半径方向幅が増すと共に互いに隣接する環の間の鋼製極面の半径方向幅が減るように形成してある。
【００２０】
継手デイスク２０の磁気特性をさらに改良するように、継手ディスク２０の作用面２５に浅い円形みぞ４０（図３）を形成する。各みぞ４０は、円周方向に連続し各環３５に半径方向に整合する。各みぞ４０は磁束漏れを減らすのに役立ち継手ディスクに一層良好な磁極を形成する。各みぞ４０の半径方向幅は、対応する環３５の前端部の半径方向幅と少なくとも同等である。
【００２１】
図１ないし３のロータ２１を形成する１方法の逐次の工程を図４Ａ，４Ｂ及び４Ｃに示してある。基体ロータを打抜き板金加工した後環状の円周方向に連続した３条のみぞ４１（図４Ａ及び４Ｂ）は継手ディスク２０の非作用面２４に形成する。各みぞ４１は作用面２５の手前に終っている。各みぞ４１は機械加工処理により生成するが、これ等のみぞは打出し作業によりブラウン等による米国特許第５，１２５，２５５号明細書に詳細に記載してあるようにして形成するのがよい。みぞ４１を継手ディスク２０に形成することにより仕上がりみぞ穴３１の壁３２は、作用面２５に近接して狭い半径方向幅を持つように形成し前記したように先狭まりになるように精密に形成するのがよい。
【００２２】
みぞ４１は、形成した後に銅をベースとするろう付けペースト４５（図４Ｂ参照）を詰める。さらに外側の極環２２内のみぞ２７にろう付けペースト４７を詰め、プーリ２６を外側の極環２２に沿い滑動させてはめる。次いでこの組合わせをろう付けがまに入れろう付けペーストを融着させることにより、中実の環３５を生成すると共に、プーリ２６をろう付け接合部２７により外側の極環２２に固着する。プーリ２６は外側の極環２２に、中実環３５を形成するのと同時にろう付けする。
【００２３】
ろう付け処理を終えた後、ロータ２１の作用面２５は機械加工して、打出し作業から生ずる突起（図示してない）を除き作用面２５を仕上げる。作用面２５には、機械加工作業に付随して又は別個の作業としてみぞ４０を形成する。みぞ４０は、その形成時に、図４Ｃに示すように環３５の外端部を露出することにより、初めに端部の閉じたみぞ４１をみぞ穴３１に変え継手ディスク２０の作用面２５にはっきりした極を生成する。
【００２４】
変型によるロータ２１ａは、図５に示してあるが、作用面２５ａを簡単に扁平な平らな状態に機械加工したことを除いて図１ないし４のロータ２１と同じであり、図１ないし４のロータ２１の場合のようにみぞを形成してない。環３５ａの前端部は、ロータ２１ａの作用面２５ａを機械加工すると露出する。
【００２５】
図６に示した実施例によるロータ２１ｂでは、銅をベースとするろう付け材料から成る半径方向に延びる環状体５０はロータ２１ｂの非作用面２４ｂに形成してある。環状体５０は、各極環２２ｂ，２３ｂ間の半径方向距離にわたり、環３５ｂと各環２２ｂ，２３ｂ間の鋼区分の後面とに密接に接合してある。環状体５０は、さらにロータ２１ｂを強化しロータ２１ｂに質量を加えその音響特性を向上させる。ロータ２１ｂは、極めて高い強度が必要で又環状体５０の付加的重量に適応できる用途にとくに有用である。図６ではロータ２１ｂの作用面２５ｂは環状みぞ４０ｂを形成して示してあるが、作用面を図５のロータ２１ａの場合のように扁平な状態に単に機械加工だけしてあることは明らかである。
【００２６】
図７Ａ，７Ｂ及び７Ｃは、ロータ２１ｃのみぞ穴３１ｃを機械加工し段付き形状を形成したことを除いて図１ないし４のロータ２１と同じであるロータ２１ｃを作る逐次の工程を示す。初めに３つの段を付けたみぞ４１ｃを図７Ａに示すようにロータ２１ｃの非作動面２４ｃに機械加工する。各みぞの各壁は少なくとも１つの直角の段を持ち、半径方向の最も外側の壁を除いた全部の壁に２つの直角段を形成してある。従って各みぞ４１ｃはロータの非作用面２４ｃでは作用面２５ｃにおけるよりも半径方向にかなり広く図１ないし４の実施例とほぼ同じ利点が得られる。
【００２７】
みぞ４１ｃを形成した後、これ等のみぞは図７Ｂに示すようにろう付けペースト４５Ｃを詰めてある。ろう付け作業の完了に次いで作用面２５ｃを機械加工し、これに付随してみぞ４０ｃ（図７Ｃ）を作用面に形成し、みぞ４１ｃみぞ穴３１ｃに変え環３５ｃを露出する。しかし所望によりロータ２１ｃの作用面２５ｃは図５のロータ２１ａの場合のように扁平に平面のままにする。
【００２８】
図８は、環状体５０と同様な環状体５０´をロータの作用面２４ｄに隣接して位置させたことを除いてロータ２１ｃと同じである。作用面２５ｄは、図８に示すようにみぞ４０ｄを形成し、又は図５のロータ２１ａの場合のようにみぞがないままにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による継手ディスクの１実施例を備えた電磁クラッチロータの軸断面図である。
【図２】図１の２−２線に沿い矢印の向きに見たロータの正面図である。
【図３】図１に示したロータの一部の拡大縦断面図である。
【図４Ａ】図１ないし３のロータを作る方法の１工程を示す縦断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの次の工程を示す縦断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂの次の工程を示す縦断面図である。
【図５】本発明によるロータの他の実施例の図４Ｃと同様な縦断面図である。
【図６】本発明ロータの別の実施例の図４Ｃと同様な縦断面図である。
【図７Ａ】本ロータの他の実施例を作る逐次の工程のうち図４Ａと同様な工程で示す縦断面図である。
【図７Ｂ】図４Ｂと同様な図７Ａの次の工程で示す縦断面図である。
【図７Ｃ】図４Ｃと同様な図７Ｂの次の工程で示す縦断面図である。
【図８】図  Ｃと同様であるが別の実施例を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
２０  継手ディスク
２４  非作用面
２５  作用面
３０  環状体（バンド）
３１  みぞ穴
３２  みぞ壁
３５  環
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
0003966368.tif 000011
【図７Ｃ】
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【図８】
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