JPH0118903Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、磁粉式電磁クラツチに関し、特に、
磁粉の減少に拘らず動力伝達性能の低下を防止す
る技術に関するものである。

従来技術 磁粉式電磁クラツチの一種に、中心線まわりに
回転させられる駆動部材と、その駆動部材の内側
においてこれと同心に且つ相対回転可能に設けら
れた被駆動部材と、前記駆動部材の両端部に取り
付けられ、その駆動部材の内周面および前記被駆
動部材の外周面とともに磁粉を収容するための環
状空間を形成するラビリンス部材と、前記環状空
間内に収容された磁粉を前記内周面と外周面との
間のギヤツプ間に磁気力によつて結合させる励磁
コイルとを備え、その励磁コイルの励磁状態にお
いて前記駆動部材の回転力を前記被駆動部材に伝
達する形式の磁粉式電磁クラツチが知られてい
る。斯る形式の磁粉式電磁クラツチによれば、そ
の使用とともに動力伝達媒体である磁粉が摩耗及
び酸化して微細粉となるとともに環状空間から外
部へ漏れ出すため、環状空間内の磁粉量が減少す
ることが避けられず、一定期間経過すると伝達ト
ルクが低下する。すなわち、前記ギヤツプ内に磁
気的に結合されて動力伝達にあずかる磁粉が不足
してしまうのである。これに対し、励磁状態に前
記ギヤツプ内に充填結合される磁粉量を確保する
ために、予め磁粉量を割増して電磁クラツチ内に
封入することが考えられる。しかしながら、この
方法によれば、確かに磁粉式電磁クラツチの伝達
トルク低下が改善されて耐久性が向上するが、ひ
きずりトルクが増加し、クラツチ切れ不良をおこ
す。又、パウダーが減少した場合、従来と同じ
く、被駆動部材の外周面を非励磁状態において遠
心力により駆動部材内周面に張り着いた磁粉との
間の空隙が電磁クラツチの使用に伴つて拡大さ
れ、励磁的において磁粉が前記ギヤツプ内に充填
される時間、換言すれば電磁クラツチ係合時の伝
達トルク立上り応答性能が低下する欠点があつ
た。

考案の目的 本考案は、以上の事情を背景として為されたも
のであり、その目的とするところは、磁粉の減少
に拘らず引きずりトルクを増加させることなく動
力伝達性能を維持し、しかも伝達トルク立上り応
答性能の保持をすることができる磁粉式電磁クラ
ツチを提供することにある。

考案の構成 斯る目的を達成するため、本考案の要旨とする
ところは、前記環状空間の容積を変更することに
よつて前記励磁コイルの非励磁状態において前記
ギヤツプ内に存在する磁粉量を調節する容積変更
装置を設けたことにある。

考案の効果 このようにすれば、前記環状空間内の磁粉が損
耗してその体積が減少しても、容積変更装置によ
つて環状空間が狭くされると、励磁コイルの非励
磁状態におけるギヤツプ内の磁粉量が磁粉損耗前
と同様に維持されて非励磁的に駆動部材内周面に
張り着いた磁粉を被駆動部材外周面との間に空隙
の拡大が防止される。また、初期状態においては
上記容積変更装置によつて環状空間が広くされる
ので、十分な量の磁粉の引きずりを生じさせるこ
となく封入されて、動力伝達性能の低下が解消さ
れるのである。

実施例 以下、本考案の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図に示すものは自動車に適用された磁粉式
電磁クラツチであつて、図示しないエンジンに固
定されたクラツチハウジング１０内に組込まれて
おり、入力軸としてのクランクシヤフト１２の回
転を出力軸１４に伝達したり遮断したりするもの
である。

クランクシヤフト１２の端部には有底円筒状の
フライホイール１６の底部中央が固定されてお
り、そのフライホイール１６の外周部には磁性体
製の第１ヨーク部材１８および第２ヨーク部材２
０から成る駆動部材としてのヨーク２２が固定さ
れている。ヨーク２２は円筒状を成し、内部に励
磁コイル２４を備えるとともにその内周面にそれ
より稍突き出した内周摩擦面２６を備えている。
したがつて、ヨーク２２の内周面の両側縁部には
内周摩擦面２６を挟む凹部２７が形成された状態
となつている。ヨーク２２のクランクシヤフト１
２側端面および出力軸１４側端面にはアルミニウ
ム合金、銅合金等の非磁性体製の円環状のフロン
トラビリンス部材２８およびリヤラビリンス部材
３０がそれぞれ取り付けられており、リヤラビリ
ンス部材３０には円筒状のベアリングケース３２
が一体的に形成されている。そのベアリングケー
ス３２内にはボールベアリング３４が配設されて
おり、そのボールベアリング３４によつて被駆動
部材たるロータ３６のボス部３８が相対回転可能
に支持されている。

ロータ３６は前記ヨーク２２の内側にヨーク２
２と同心に且つ相対回転可能に設けられており、
ロータ３６の外周摩擦面４０は前記内周摩擦面２
６に微小のギヤツプ４２を隔てて対面させられて
いる。そして、上記ヨーク２２、両ラビリンス部
材２８，３０、およびロータ３６によつて略閉じ
られた環状空間４４が形成されており、この環状
空間４４内に所定量の強磁性体製粉体である磁粉
４６が封入されている。フロントラビリンス部材
２８およびリヤラビリンス部材３０は、それぞれ
ロータ３６に極めて近接する突起を備えており、
磁粉４６が環状空間４４の外部へ漏出することを
防止するラビリンスシールを形成しているのであ
る。

ロータ３６は環状の部材であつて、その内側に
２枚のプレート４８，５０がボルト５２によつて
固定されており、そのプレート４８，５０は円周
方向に等間隔に配設された複数のゴム製弾性部材
５４を保持している。一方、前記出力軸１４のス
プライン軸部５６には、クラツチハブ５８が軸方
向に摺動可能且つ相対回転不能に取り付けられて
いる。このクラツチハブ５８は、前記ロータ３６
に固定の２枚のプレート４８，５０間に摺動状態
で相対回転可能に配置されてお、また前記弾性部
材５４を収容し得る大きさの開口６０を備えてい
る。そして、弾性部材５４の両端はロータ３６と
プレート４８，５０等に受けられており、ロータ
３６とクラツチハブ５８とは弾性部材５４の弾性
変形範囲において相対回転可能とされ、トルク変
動が吸収されるようになつている。

また、前記ベアリングケース３２の外周面には
スリツプリング６２が固定されており、このスリ
ツプリング６２がクラツチハウジング１０に固定
された絶縁体製ブラケツト６４に保持されたブラ
シ６６に摺接させられることによつてこのブラシ
６６からスリツプリング６２、導電部材６８等を
経て前記励磁コイル２４に電力が供給されるよう
になつている。

前記ラビリンス部材２８，３０には前記環状空
間４４の容積を変更することができる容積変更装
置７０，７２がそれぞれ設けられている。容積変
更装置７０は、ラビリンス部材２８の内側におい
て回転中心と平行な方向に移動可能に配設され
た、断面が。略Ｌ字型の環状の移動プレート７４
と、ラビリンス部材２８に螺合されてねじ部が移
動プレート７４に当接可能な調節ねじ７６と、内
周縁部がフロントラビリンス部材２８に固着され
且つ外周縁部が移動プレート７４の内周縁部と係
合させられて該移動プレート７４をフロントラビ
リンス部材２８に向かつて付勢する環状のばね板
材７８とを備えており、調節ねじ７６がフロント
ラビリンス部材２８にねじ込まれるに伴つて、移
動プレート７４がその外周縁部がヨーク２２の内
周面に摺接した状態でギヤツプ４２に向かつて移
動させられるとともに、移動プレート７４とフロ
ントラビリンス部材２８との間が弾性変形するば
ね部材７８によつて塞がれるようになつている。
容積変更装置７２も同様に、断面Ｌ字型の環状の
移動プレート８０と、その移動プレート８０を移
動させるためにリヤラビリンス部材３０に螺合さ
れた調節ねじ８２と、内周円がリヤラビリンス部
材３０に固定され、外周縁部が移動プレート８０
の内周縁部と係合させられた環状のばね部材８４
とを備え、調節ねじ８２がねじ込まれることによ
つて移動プレート８０がギヤツプ４２に向かつて
移動させられるようになつている。

以上のように構成された磁粉式電磁クラツチに
おいては、環状空間４４内の磁粉４６の体積がク
ラツチの使用に伴つて微粉化するとともに環状空
間４４の外部へ一部が漏出するので磁粉４６の体
積が減少することが避けられないのであるが、こ
のような場合には、容積変更装置７０，７２の調
節ねじ７６，８２が締め込まれることによつて環
状空間４４の容積が減少させられるので、磁粉式
電磁クラツチの動力伝達性能、特に伝達トルク立
上り応答性が維持される。

すなわち、第４図および第５図に示すように、
励磁コイル２４の非励磁状態における、ロータ３
６の外周摩擦面４０と遠心力によつてヨーク２２
の内周摩擦面２６に張り付いた磁粉４６との空隙
（エアーギヤツプ）をＡ、前記ギヤツプ４２の寸
法をＢ、内周摩擦面２６のヨーク２２内周面から
の突き出し寸法をＣ、ロータ３６の幅寸法をＬ、
ヨーク２２内周面の幅寸法をＷとすると、環状空
間４４内に充填される磁粉４６の量は、一般に、
励磁状態において内周摩擦面２６と外周摩擦面４
０との間のギヤツプが充分満たされる量に決定さ
れる。また、ロータ３６とヨーク２２との幅寸法
の比Ｌ／Ｗは、励磁コイル２４の非励磁状態にお
いて前記Ａ寸法が0.05乃至0.2mmとなるように決
定される。そのＡ寸法は、非励磁状態における引
きずりトルクを減少し、クラツチの切れ特性を維
持するためのものである。しかし、磁粉４６の量
はクラツチの使用に伴つて微粉化してその体積が
減少すると同時に一部が環状空間４４から漏出す
るため、磁粉４６の量が減少することは避けられ
ない。たとえば、一般に、磁粉４６の体積が10％
減少すると伝達トルクの立上り応答性が低下する
と同時に磁粉式電磁クラツチの伝達トルクが10乃
至30％減少し、車両の場合は10％減少時一般的に
は30％減少時において磁粉４６の交換が必要とさ
れる。

これに対し、本実施例によれば、磁粉４６の減
少時において、第３図に示すように容積変更装置
７０，７２の調節ねじ７６，８２をそれぞれ締め
込むことによつて環状空間４４の容積が小さくさ
れるので、前記エアーギヤツプの寸法Ａが磁粉４
６の体積減少に拘らず維持され得て、動力伝達性
能が好適に維持されるのである。しかも、初期状
態においては容積変更装置７０，７２の調節ねじ
７６，８２が締め込まれていないので、環状空間
４４の容積が大きくされて充分な量の磁粉４６が
封入され、引きずりを生じさせることなく、動力
伝達性能が維持されるのである。なお、本実施例
において、容積変更装置７０，７２によつて環状
空間４４の容積が減少させられることが予想させ
られているので、凹部２７が設けられることによ
つて電磁クラツチの厚み寸法、換言すれば前記Ｗ
寸法が増加させられることなく磁粉４６が予め所
定割合だけ多く充填されている。

たとえば、前記Ｌ寸法が44mm、Ｗ寸法が55mm、
Ｃ寸法が0.8mm、Ａ寸法が0.1mmである、凹部２７
の形成されない従来の電磁クラツチにおいては磁
粉が72グラム充填されるが、同様のＬ寸法、Ｗ寸
法、Ｂ寸法、Ａ寸法を備え、且つ凹部２７が形成
されているためＣ寸法が0.8mmとされた本実施例
の場合には、86.4グラム充填される。このため、
磁粉式電磁クラツチの使用に伴つて磁粉４６の体
積が減少して空隙の寸法Ａが拡大され、伝達トル
クの立上り応答性能が低下する。このとき、調節
ねじ７６および８２のねじ込みに伴つて移動プレ
ート７４および８０がそれぞれ１mmづつギヤツプ
４２に向かつて移動させられると、空隙の寸法Ａ
は0.06mmずつ減少させられる。このような操作に
従つてエアーギヤツプの寸法Ａが維持されるの
で、伝達トルク立上り応答性の低下が防止される
のである。また、本実施例によれば、凹部２７が
形成されることによつて、磁粉量が従来の72グラ
ムから86.4グラムに増量されている。このため、
従来の電磁クラツチにおいて磁粉量の10％減少時
が磁粉交換時期とすれば、本例の場合には磁粉４
６の量が約20％多く充填されているので、磁粉交
換間隔（寿命）が３倍に拡大され得るのであり、
しかも磁粉量を増大させたにも拘らず電磁クラツ
チの厚み寸法、換言すればＷ寸法が拡大されない
のである。結局、本実施例によれば、電磁クラツ
チの外形寸法を拡大させることなく、伝達トルク
立上り応答性能および伝達トルク性能が維持され
得て、電磁クラツチ耐久性が向上し、磁粉交換ま
たは補充時期が大幅に拡大され得るのである。

上記容積変更装置７０，７２は移動プレート７
４，８０を調節ねじ７６，８２がギヤツプ４２に
向かつて移動させることによつて環状空間４４の
容積を変更するように構成されているが、たとえ
ばヨーク２２に環状空間４４に連通するボアを設
け、そのボア内に収容された磁粉をボア内に嵌合
されたねじまたはピストンで環状空間４４内に押
し出すように構成しても良いのである。

また、前述の実施例においてヨーク２２の内周
面から内周摩擦面２６が突接されているが、内周
摩擦面２６がその内周面と同一平面である形式の
磁粉式電磁クラツチでも良いのである。

また、前記実施例の容積変更装置７０，７２は
必ずしも両者が設けられる必要はなく、一方が設
けられていても良い。

なお、上述したのはあくまでも本考案の一実施
例であり、本考案はその精神を逸脱しない範囲に
おいて種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案が自動車用クラツチに適用され
た場合の一例を示す断面図である。第２図は第１
図の要部を示す図である。第３図は第１図の実施
例の作用を説明する図である。第４図および第５
図は第１図の実施例の要部の寸法を符号で示す図
である。 ２２：ヨーク（駆動部材）、２４：励磁コイル、
｛２８：フロントラビリンス部材、３０：リヤラ
ビリンス部材｝（ラビリンス部材）、３６：ロータ
（被駆動部材）、４４：環状空間、４６：磁粉、７
０，７２：容積変更装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 中心線まわりに回転させられる円筒状の駆動
   部材と、該駆動部材とを同心に且つ相対回転可
   能に設けられた被駆動部材と、前記駆動部材の
   両端部に取り付けられ、該駆動部材の内周面お
   よび前記被駆動部材の外周面とともに磁粉を収
   容するための環状空間を形成するラビリンス部
   材と、前記環状空間内に収容された磁粉を前記
   内周面と外周面との間のギヤツプ内に磁気力に
   よつて結合させる励磁コイルとを備え、該励磁
   コイルの励磁状態において前記駆動部材の回転
   力を前記被駆動部材に伝達する形式の磁粉式電
   磁クラツチにおいて、 前記環状空間の容積を変更することによつて
   前記励磁コイルの非励磁状態において前記ギヤ
   ツプ内に存在する磁粉量を調節する容積変更装
   置を、設けたことを特徴とする磁粉式電磁クラ
   ツチ。 (2) 前記容積変更装置が、前記ラビリンス部材の
   内側において前記中心線と平行な方向に移動可
   能に配設された環状板材であつて外周縁が前記
   駆動部材の内周面と摺接させられた移動プレー
   トと、前記ラビリンス部材に取り付けられ、回
   転操作されることによつて前記移動プレートを
   前記ギヤツプに向かつて移動させる調節ねじ
   と、を備えたものである実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載の磁粉式電磁クラツチ。