(57)【要約】  【課題】相手部材との早期に摩擦係数を安定させることができる表面形態を有する摩擦部材を備えた電磁連結装置を提供する。  【解決手段】摩擦体７に相手部材５，６の接触面５１，６１と接触する摩擦部材７２を設け、相手部材５，６の接触面５１，６１の法線を含む平面で切断した摩擦部材７２の２つ以上の断面において相手部材５，６と接触する表面部分における各山部７２１の基底辺ａの長さの総和Ａを、隣接する山部７２１，７２１の間に形成される各谷部７２２の底辺ｂの長さの総和Ｂ以下となるようにした。  【選択図】図２
2009257529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦体と、当該摩擦体を挟んで設けられ且つ摩擦体に対して接離動作する一対の相手部材とを備え、前記摩擦体と前記相手部材との接触により一対の相手部材間においてトルク伝達を行う電磁連結装置であって、
前記摩擦体が前記相手部材の接触面と接触する摩擦部材を具備し、前記相手部材の接触面の法線を含む平面で切断した当該摩擦部材の２つ以上の断面において当該相手部材と接触する表面部分における当該相手部材側へ突出する各山部の基底辺の長さの総和を、隣接する山部の間に形成される各谷部の底辺の長さの総和以下としていることを特徴とする電磁連結装置。
【請求項２】
前記摩擦部材の表面を、切頭型バイトを有する旋盤により加工することで、前記山部と谷部とを形成している請求項１に記載の電磁連結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁ブレーキや電磁クラッチ等の電磁連結装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁ブレーキや電磁クラッチ等に代表される電磁連結装置では、摩擦体に設けられる摩擦部材と一対の金属板等からなる相手部材（電磁ブレーキであれば、アーマチュアやディスクプレート）とを接触させて摩擦部材と相手部材との間に摩擦力を生じさせることによって、ブレーキを利かせたり、動力を伝達したりするなど、摩擦体を挟む相手部材同士の間でのトルク伝達を実現するように構成されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
このような電磁連結装置は、摩擦体の表面を研磨等により表面仕上げを施した状態で使用が開始されるが、使用前の摩擦体の表面を微視的に観察すると平坦ではなく、凹凸形状となっている。本明細書では、この表面の凸部分を山部、凹部分を谷部と呼ぶものとする。従来の摩擦部材の表面は、使用前においては山部分の占める割合が大きく、谷部分が小さいのが通例である。
【特許文献１】特願２００７−０６７３９１号出願明細書
【特許文献２】特開２００３−９０３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電磁連結装置の使用開始直後は、摩擦体における摩擦部材の表面を相手部材に対してなじませることで、両者の摩擦係数を安定させる。すなわち、摩擦部材の表面と相手部材の表面との面同士の当たりを良好にする「なじみ」を生じさせること、換言すれば、摩擦部材の表面において摩擦係数が小さい山部分を相手部材との接触により摩耗させることで、摩擦部材と相手部材との摩擦係数が安定する。しかしながら、従来の摩擦部材では、上述のように山部分の占める割合が多いため、摩擦部材の表面に実質的に凹凸がない位置、すなわち山部分の基底辺近傍まで山部分を磨り減らせるまでには相当の時間を要し、相手部材とのなじみが生じて摩擦係数が安定するまでには比較的長い時間やコストがかかっていた。
【０００５】
そこで本発明は、相手部材との早期に摩擦係数を安定させることができる表面形態を有する摩擦部材を備えた電磁連結装置を提供することを、主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明は、摩擦体と、この摩擦体を挟んで設けられ且つ摩擦体に対して接離動作する一対の相手部材とを備え、摩擦体と相手部材との接触により一対の相手部材間においてトルク伝達を行う電磁連結装置であって、摩擦体が相手部材の接触面と接触する摩擦部材を具備し、この相手部材の接触面の法線を含む平面で切断した摩擦部材の２つ以上の断面において相手部材と接触する表面部分における相手部材側へ突出する各山部の基底辺の長さの総和を、隣接する山部の間に形成される各谷部の底辺の長さの総和以下としていることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、本発明において山部とは、摩擦部材の表面における凹凸のうち相手部材側に突出した凸部分のことを意味し、谷部とは、隣接する山部同士の間である凹部分を意味する。また、山部の基底辺とは、相手部材の接触面の法線を含む平面で切断した摩擦部材の断面において当該山部の基端部の一端から一端までの線分を意味する。谷部の底辺とは、隣接する２つの山部の基底辺の端部間の長さを意味する。現実には、山部の左右の端部で高さが異なっており各谷部の深さが異なることがあると考えられるが、その場合は、例えば最も深い谷部の底を通り相手部材の接触面と平行な直線に含まれる線分、若しくは山部と谷部の区別がなくなる部位の最も表面に近い点を通り相手部材の接触面と平行な直線に含まれる線分、の何れかの線分を基底辺とする。また、山部と谷部の境界が丸みを帯びた曲線状（アール形状）となり、明確な境界が存在しない場合も想定されるが、その場合は境界部付近の曲線を直線近似することにより、上記の何れかの相手部材の接触面と平行な直線とその近似した直線との交点を、山部の基底辺の一端且つ谷部の底辺とする。
【０００８】
また、本発明の電磁連結装置において、相手部材とは例えばアーマチュアやディスクプレート等の金属板であり、摩擦体の摩擦部材は相手部材よりも柔らかい材質からなるものである。
【０００９】
このような表面形態を有する摩擦部材を具備する本発明の電磁連結装置においては、使用前の摩擦部材の表面部分における山部の占める割合が谷部の占める割合以下となるような断面が２つ以上存在することとなる。そのため、山部全体の占める割合が従来のものよりも少なくなることから、電磁連結装置の使用開始後早期に山部を相手部材との接触により磨り減らせてなじませることにより、摩擦抵抗を安定させることが可能となる。
【００１０】
また、斯かる表面形態を摩擦部材に形成するには、摩擦部材の表面を、切頭型バイトを有する旋盤により加工することで、山部と谷部とを形成することが望ましい。その他にも、摩擦部材の表面加工には、研磨紙による研磨、機械研磨、エッチング等を適用することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、相手部材と当接する摩擦部材の表面における凹凸のうち、山部の占める割合を従来よりも低減することで、電磁連結装置の使用開始時において山部を早期に磨り減らせて相手部材とのなじみを早期に生じさせることができるため、摩擦部材と相手部材との摩擦抵抗を使用開始から早期に安定させることが可能な電磁連結装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の電磁連結装置の一例である本実施形態の無励磁作動型電磁ブレーキ１（以下、「電磁ブレーキ」と略称する）の一部を示す模式図である。同図に示すように、電磁ブレーキ１の全体構成については従来のものと同等であるため簡単に説明するものとする。電磁ブレーキ１は、ヨーク２と、ヨーク２内に収容されたコイル３と、ヨーク３に設けられた圧縮コイルバネ４によりヨーク２から離れる方向に付勢されたアーマチュア５と、アーマチュア５と対向配置されて図示しない回転軸に接続されたディスクプレート６と、アーマチュア５とディスクプレート６との間に配置される摩擦体７とを備えている。そして、コイル３への通電を切断時には、アーマチュア５が圧縮コイルバネ４に付勢されることで、アーマチュア５とディスクプレート６とが摩擦体７に両側から接触して摩擦抵抗を生じブレーキが利き、コイル３への通電時にアーマチュア５が圧縮コイルバネ４に抗してヨーク２に吸着されることで、摩擦体７からアーマチュア５とディスクプレート６とが離れてブレーキが解除されるように構成されている。すなわち、アーマチュア５とディスクプレート６とが、摩擦体７と接触する相手部材である。
【００１４】
摩擦体７は、より具体的にはシャフト側スプラインに接続された芯材部７１と、芯材部７１におけるアーマチュア５とディスクプレート６とに対面する両面に接着等により取り付けられた一対の摩擦部材７２とを主体として備えている。ここで、摩擦部材７２の表面近傍を拡大した状態を模式的に図２に示す。同図は、相手部材であるアーマチュア５又はディスクプレート６の摩擦部材７２との接触面５１，６１の一法線を含む平面で摩擦部材７２の表面近傍を切断した状態の断面を端面図として示したものである。同図に示すように、摩擦部材７２の表面は凹凸形状となっており、具体的には接触の相手部材であるアーマチュア５又はディスクプレート６に対して突出する山部７２１と、隣接する山部７２１，７２１同士の間である谷部７２２とが形成されている。このような摩擦部材７２の表面形状は、例えば先端部を丸めた切頭型バイトを有する旋盤による表面加工により得ることができる。本実施形態では、山部７２１と谷部７２２との境界は曲線状の稜線となっている。そのため、山部７２１の裾部分、すなわち谷部７２２の底近傍における稜線を直線で近似し、その直線と、アーマチュア５又はディスクプレート６の接触面５１，６１と平行な摩擦部材７２内の直線ｋとの交点を、山部７１１の基底辺ａの一端としている。なお、各山部７２１によって基底辺ａの長さは異なっている。また、隣接する山部７２１，７２１同士の基底辺間を、谷部７２２の底辺ｂとしている。各谷部７２２によって底辺ｂの長さも異なっている。
【００１５】
このように摩擦部材７２の表面が構成されているため、摩擦部材７２の表面においては山部７２１の占める割合が比較的小さく、山部７２１の基底辺ａの長さの総和Ａと、谷部７２２の底辺ｂの長さの総和Ｂとの関係は、ＡがＢ以下（Ａ≦Ｂ）となっている。本実施形態においては、Ａ≦Ｂの関係を満たす断面が少なくとも２つ存在するようにしている。また、接触面５１，６１の一法線を含む任意の平面で摩擦部材７２の表面近傍を切断した断面においてＡ≦Ｂの関係を満たすように摩擦部材７２の表面を形成してもよい。なお、上述した直線ｋは、本実施形態では説明の簡略化のため、各谷部７２２の底の深さ位置（アーマチュア５又はディスクプレート６の接触面５１，６１からの距離）を一定とし、その底を通り接触面５１，６１に平行な直線としているが、必ずしもこの限りではなく、例えば各谷部７２２の深さが異なっている場合には、最も深い谷部の底を通り接触面５１，６１に平行な直線を採用してもよいし、最も深い谷部の底よりも摩擦部材の内部に若干入った適宜位置を通り接触面５１，６１に平行な直線を採用しても構わない。
【００１６】
ここで、本実施形態との比較のために、従来の摩擦部材７２’（摩擦部材については本実施形態と対応する部材の符号を、本実施形態における符号に「’」を付して示すものとする）の表面近傍を、図２に対応させて図３に示す。同図に示されるように、従来の摩擦部材７２’では、表面において山部７２１’の占める割合が比較的大きく、そのために、山部７２１’の基底辺ａ’の総和Ａ’は、谷部７２２’の底辺ｂ’の総和Ｂ’よりも大きい（Ａ＞Ｂ）のが通例である。
【００１７】
このため、本実施形態と従来例とを比較した場合、本実施形態では摩擦部材７２の表面における山部７２１の占める割合が従来例の山部７２１’の割合よりも小さいため、電磁ブレーキ１の使用開始直後において山部７２１が早く磨り減ることとなる。すなわち、本実施形態の場合は摩擦部材７２のアーマチュア５やディスクプレート６とのなじみ現象が生じるまでの時間が短く、使用開始時点からの摩擦部材７２，７２’と相手部材の接触面５１，６１との摩擦抵抗の時間変化は、図４に示すように、従来例よりも本実施形態の方が早期に摩擦抵抗が安定するといえる。
【００１８】
このように、本実施形態の電磁ブレーキ１によれば、その使用開始時に摩擦部材７２の表面をアーマチュア５及びディスクプレート６の各接触面５１，６１と接触させることで、摩擦部材７２の表面に形成された山部７２１を早期に摩耗させてなじませ、摩擦抵抗を短時間で安定させることができるため、摩擦部材とアーマチュアやディスクプレートとのなじみのために比較的長時間要していた従来のものと比べて、時間やコストを低減させることが可能である。
【００１９】
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く、上記実施形態のような電磁ブレーキに限らず、電磁クラッチ等の各種の電磁連結装置に適用することが可能である。その他、電磁連結装置各部の具体的構成や、摩擦部材や相手部材の具体的構成、摩擦部材の表面形態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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁連結装置の概要を示す模式図。
【図２】同実施形態における摩擦部材の表面近傍を拡大して模式的に示す端面図。
【図３】図２に対応して従来の摩擦部材の表面近傍を拡大して模式的に示す端面図。
【図４】同実施形態と従来例の摩擦部材と相手部材との間の摩擦係数の時間変化を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１…無励磁作動型電磁ブレーキ
５…アーマチュア（相手部材）
６…ディスクプレート（相手部材）
７…摩擦体
７１…芯材部
７２…摩擦部材
７２１…山部
７２２…谷部
【図１】
2009257529.tif 000003
【図２】
2009257529.tif 000004
【図３】
2009257529.tif 000005
【図４】
2009257529.tif 000006