JPH0138345Y2

JPH0138345Y2 -

Info

Publication number: JPH0138345Y2
Application number: JP1983116261U
Authority: JP
Priority date: 1983-07-26
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1989-11-16
Also published as: JPS6024940U

Description

【考案の詳細な説明】 ● 技術分野本考案は、車両用磁粉式電磁クラツチに関し、
特にその被駆動部材に連結される変速機のシフト
操作性を高めるとともに、電磁クラツチのトルク
伝達性能および耐久性を向上させる技術に関する
ものである。

● 従来技術中心線回りに回転させられる駆動部材と、その
駆動部材と同心に且つ相対回転可能に設けられた
被駆動部材とを備え、その駆動部材および被駆動
部材との間に形成された空隙内において磁気力に
よつて磁粉を結合させることにより、駆動部材の
回転力を被駆動部材に伝達する型式の車両用磁粉
式電磁クラツチが知られている。たとえば、特開
昭57−60917号がそれである。

斯る磁粉式電磁クラツチでは、一般に、上記空
隙内において用いられる磁粉は経時的に微粉化し
て消耗し、充填率が低下することによりトルク伝
達効率が低下して耐久性が充分得られない場合が
あつた。これに対し、上記磁粉の充填率を予め高
くすることが考えられるが、磁粉式電磁クラツチ
の非作動時の引きずりトルクが大きくなつてシフ
ト操作性が低下することが避けられない。また、
そのシフト操作性の低下を解消するために被駆動
部材に回転抵抗を付与し得たとしても、摩擦装置
などによる手段では被駆動部材の回転状態におい
てエネルギ損失が発生して車両の燃費が低下す
る。

● 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、シフト操作性
を低下させることなく磁粉式電磁クラツチの耐久
性を高め、しかも車両の燃費が低下しないように
した車両用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の本考案の要旨とする
ところは、非接触状態で相対回転可能な一対の部
材と、それら一対の部材の円周方向の所定位置に
相対向してそれぞれ設けられて相互に吸引または
反発する少なくとも一対の磁極とを有する磁気連
結装置を、非回転部材と前記被駆動部材またはこ
れとともに回転する部材との間に設けたことにあ
る。

● 考案の効果このようにすれば、被駆動部材の停止状態にお
いては、磁気連結装置を介して回転抵抗が付与さ
れるので、実際に被駆動部材に作用する回転トル
クは、磁粉を介して伝達される引きずりトルクか
ら上記回転抵抗を差し引いた値となる。このた
め、引きずりトルクを高めることなく磁粉の充填
率を上げることができる結果、長期間にわたり安
定した高いトルク伝達性能を得ることができるの
で、シフト操作性を損なうことなく磁粉式電磁ク
ラツチの耐久性を高めることができる。

また、磁気連結装置による回転抵抗を上まわる
回転力が作用されて被駆動部材の回転が一旦開始
されると、磁極の反発および吸引の繰り返しによ
り平均的にはエネルギ損失なく被駆動部材の回転
が許容される。このため、単に、摩擦などよつて
被駆動部材に回転抵抗を付与する場合に比較して
安定して回転抵抗が付与され得るとともに、車両
の燃料経済性が高められるのである。

● 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図において、図示しないエンジンに固定さ
れた非回転部材としてのクラツチハウジング１０
内には、エンジンのクランクシヤフト１２の回転
をベルト式無段変速機や手動式多段変速機等の変
速機に連結された出力軸１４に伝達したり、遮断
したりする電磁クラツチが収容されている。クラ
ツチシヤフト１２の端部には円板１６が固定され
ており、この円板１６に第１ヨーク部材１８、お
よび第２ヨーク部材２０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は短
円筒状を成し、内部に励磁コイル２４を備えると
ともに内周側に内周摩擦面２６を備えている。ま
た、ヨーク２２には円環状のフロントラビリンス
部材２８とリアラビリンス部材３０とが固定され
るとともに、リアラビリンス部材３０には一体的
に円筒状のベアリングケース３２が設けられてい
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、このボールベアリ
ング３４によつて被駆動部材であるロータ３６の
ボス部３８が回転可能に支持されている。このた
め、ロータ３６は前記ヨーク２２の内側にヨーク
２２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２６に微小な空隙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
れた環状の空間４４が形成されており、この環状
空間４４内に所定量の磁粉である強磁性体材料製
粉体４６が封入されている。フロントラビリンス
部材２８およびリアラビリンス部材３０はそれぞ
れ先端部においてロータ３６に極めて近接するこ
とによつて粉体４６が環状空間４４の外部へ漏出
することを防止している。

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、このプレート４８および５０は
等角度間隔に配設された複数のトーシヨンゴム５
４を保持している。一方、前記出力軸１４の端部
に形成されたスプライン軸部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
との間に配設されており、且つ前記トーシヨンゴ
ム５４を使用し得る大きさの開口６０を備えてい
る。したがつて、ロータ３６の回転はトーシヨン
ゴム５４を介してクラツチハブ５８に伝達される
とともにクラツチ係合時のシヨツクがトーシヨン
ゴム５４によつて吸収されるようになつているの
である。

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
の樹脂製ブラケツト６４に保持されたブラシ６６
に摺接することによつて、導電部材６８および導
線７０を経て前記励磁コイル２４に電力が供給さ
れることになつている。

前記ロータ３６とともに回転する出力軸１４と
クラツチハウジング１０との間には、電磁クラツ
チ非係合時において一定の回転抵抗を出力軸１４
に付与する磁気連結装置７２が設けられている。
すなわち、第２図および第３図にも詳しく示され
るように、磁気連結装置７２は円筒状の外周側部
材７４と、その外周側部材７４の内周面に所定の
間隙を隔てた外周面を有する内周側部材７６と、
を備えている。内周側部材７６は出力軸１４の外
周面に装着固定されるとともに、外周側部材７４
はクラツチハウジング１０に固定された円筒状の
固定部材７８の内側に嵌着され、外周側部材７４
および内周側部材７６は非接触状態で相対回転可
能とされている。それ等外周側部材７４および内
周側部材７６は、鉄、コバルト等の強磁性体材料
製であつて、第３図に示されるように円周方向に
おいて等角度間隔の所定位置（８ケ所）にＮ極お
よびＳ極が交互に形成されている。したがつて、
外周側部材７と内周側部材７６とが、それ等のＳ
極およびＮ極が最も近接させられた位相に位置さ
せられたときに最大の磁気的吸引力によつて連結
される一方、第４図に示されるように相互のＮ極
が最も近接させられた位相に位置させられたとき
に最も大きな斥力によつて反撥させられるので、
第５図に示すように、外周側部材７４と内周側部
材７６との1/4回転毎の位相に従つて、吸引力お
よび斥力の作用によつて回転力が周期的に変化さ
せられる。そして、第５図の破線に示される、ロ
ータ３６に対する電磁クラツチの引きずりトルク
Thよりも磁気連結装置７２の伝達トルクの最大
値Tmmaxが大きくされているので、引きずりト
ルクに拘わらずロータ３６およびこれと共に回転
する出力軸１４等が電磁クラツチ非係合時におい
て積極的に停止させられるようになつている。な
お、第３図および第４図の磁極は理解を容易にす
るために磁化状態を示したものであつて、目視で
きないものである。

以下、本実施例の作用効果を説明する。

励磁コイル２４の無励磁状態においては、粉体
４６は遠心力に従つてヨーク２２の内周摩擦面２
６全体に張り付き、第６図に示すように、ロータ
３６の外周摩擦面４０と内周摩擦面２６に張り付
いた粉体４６との間にエアーギヤツプＡが形成さ
れて、原則的にはロータ３６に殆ど回転力が伝達
されない。しかし、ロータ３６の外周摩擦面４０
とヨーク２２の内周摩擦面２６との間の空隙４２
の寸法Ｂは0.8mm程度が一般的であり、前記エア
ーギヤツプＡは0.02乃至0.1mm程度のものである。
したがつて、ロータ３６、ヨーク２２等の組付精
度、製作誤差によつて上記エアーギヤツプ寸法Ａ
が殆ど零となる場合があり、このような場合には
或程度ロータ３６にヨーク２２から引きずりトル
クが伝達されることが避けられない。しかしなが
ら、磁気連結装置７２によつて静止部材としての
クラツチハウジング１０とロータ３６とともに回
転する出力軸１４との間に引きずりトルクThよ
りも大きな最大伝達トルクTmmaxを有する磁気
連結装置７２が装着されているので、ロータ３６
の連れ回りが確実に防止され、出力軸１４に連結
されている変速機のシフト操作が容易となり、高
い操作性が得られるのである。

しかも、本実施例によれば、シフト操作性を損
なうことなく磁粉充填率Ｇを高めることができる
ので、磁粉式電磁クラツチの耐久性が大幅に高め
られるのである。すなわち、引きずりトルクを低
下させるためには、第７図に示すように、前記空
隙４２の寸法Ｂを大きくしたり、その空隙４２内
に収容される粉体４６の量を少なくして磁粉充填
率を低下させれば良いのである。しかしながら、
第８図に示すように、電磁クラツチは一般に、磁
粉充填率Ｇを低下させる程トルク伝達性能が低下
し、しかも経時的に粉体４６の容積が少なくなつ
て磁粉充填率Ｇが低下する程トルク伝達性能の低
下が大きくなる。一般に、電磁クラツチの使用に
伴つて粉体４６が微粉化されて浮遊し、ラビリン
ス部材２８，３０との隙間から漏出して、粉体４
６が減少することが避けられないのである。した
がつて、電磁クラツチ非係合状態における引きず
りトルクを小さくして変速機のシフト操作性を高
めるために磁粉充填率Ｇを低下させると、従来で
は電磁クラツチの耐久性が大幅に損なわれていた
のである。

これに対し、本実施例によれば、変速機の操作
性を高めるために磁粉充填率Ｇを低下させる必要
がなく、磁粉充填率Ｇを100％以上に維持できる
ので、電磁クラツチの高い耐久性が得られるので
ある。特に、第８図に示すように磁粉充填率Ｇが
100％を超えると、磁粉充填率Ｇの変化に対する
伝達トルクの変化が小さくなるので耐久性が大幅
に改善される。たとえば、電磁クラツチの寿命、
つまり粉体４６の入れ換え時期の基準として伝達
トルク性能が30％低下した時とするのが一般的で
あるが、このような場合には磁粉充填率Ｇを110
％とすることにより耐久性が２倍以上となるので
ある。

ここで、磁粉充填率Ｇとは、次式のように、第
９図のＣに示される。外周摩擦面４０と内周摩擦
面２６との間の粉体４６が磁気力によつて結合さ
れる容積に、粉体４６の密度を乗算した値（重
量）と、環状空間４４に充填された全粉体４６の
重量との割合（％）を言う。

Ｇ＝（Ｃ部の容積×密度ρ／全粉体重量）×100
（％）また、本実施例によれば、電磁クラツチ非係合
時における引きずりトルクに拘わらずロータ３６
を静止させるために、磁気連結装置７２を介して
出力軸１４に積極的に回転抵抗を付与するもので
あるが、それにも拘わらず電磁クラツチ係合時に
おける動力損失が殆ど生じないのである。すなわ
ち、磁気連結装置７２は非接触状態で相対回転可
能に配置された外周側部材７４と内周側部材７６
とが磁気的な吸引力によつて連結されたものであ
るから、それ等外周側部材７４および内周側部材
７６にそれ等の最大伝達トルクTmmaxよりも大
きな相対回転力が付与されると、それ等外周側部
材７４および内周側部材７６は動力損失を生ずる
ことなく相対回転することが許容される。このと
き、それ等外周側部材７４および内周側部材７６
に形成された磁極は磁気的な吸引力および斥力を
交互に発生するので、相対回転時における平均的
な伝達トルクは零となるからである。

以上、本考案の一実施例を示す図面に基づいて
説明したが、本考案はその他の態様においても適
用される。

たとえば、前述の実施例における磁気連結装置
７２の外周側部材７４および内周部材７６は、そ
れぞれ円筒状に形成されているがそれ等は中板状
に形成されて相対向させられても良く、また磁極
が形成された部分が相互に突設されても良いので
ある。

また、それ等外周側部材７４および内周側部材
７６に形成される磁極は、少なくとも一対形成さ
れていれば良い。また、その場合における磁極は
Ｎ極とＳ極とが一対であつても良いし、Ｎ極同志
またはＳ極同志であつても良い。しかも、電磁石
によつてそれ等磁極が形成されても良い。

また、磁気連結装置７２はクラツチハウジング
１０に固定された円筒状の固定部材７８と、出力
軸１４との間に配設されているが、クラツチハウ
ジング１０とロータ３６との間に配設されていて
も良い。要するに、ロータ３６またはこれと共に
回転する部材と非回転部材との間に配設されてお
れば良いのである。

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図は本考案の一実施例を示す断面図であ
る。第２図および第３図は第１図の磁気連結装置
を示す断面図および正面図である。第４図は第３
図の磁気連結装置の異なる位相状態を示す図であ
る。第５図は第１図の磁気連結装置の伝達トルク
特性を示す図である。第６図は第１図の電磁クラ
ツチの作動を説明する要部説明図である。第７図
は電磁クラツチの磁粉充填率に対する引きずりト
ルクの一般特性を示す図である。第８図は電磁ク
ラツチの磁粉充填率をパラメータとした励磁電流
に対する伝達トルクの一般特性を示す図である。
第９図は第１図の電磁クラツチの励磁状態を示す
第６図に相当する図である。１０……クラツチハウジング（非回転部材）、
２２……ヨーク（駆動部材）、３６……ロータ
（被駆動部材）、４６……強磁性材料製粉体（磁
粉）、７２……磁気連結装置。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】中心軸まわりに回転させられる駆動部材と、該
駆動部材と同心に且つ相対回転可能に設けられた
被駆動部材とを備え、該駆動部材および被駆動部
材の間に形成された空隙内において磁気力によつ
て磁粉を結合させることにより前記駆動部材の回
転力を前記被駆動部材に伝達する型式の車両用磁
粉式電磁クラツチにおいて、非接触状態で相対回転可能な一対の部材と、該
一対の部材の円周方向の所定位置に相対向してそ
れぞれ設けられて相互に吸引または反発する少な
くとも一対の磁極とを有する磁気連結装置を、非
回転部材と前記被駆動部材またはこれとともに回
転する部材との間に設けたことを特徴とする車両
用磁粉式電磁クラツチ。