JPH034837Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、車両の動力伝達径路等に用いられる
複隙式のパウダクラツチの改良に関する。

【従来の技術】 トルク伝達の媒体としてパウダ（磁性鉄粉）を
用いたパウダクラツチは、その伝達トルクが励磁
電流に略比例するため精密なトルク制御を簡単に
行うことができること、又、その伝達トルク特性
がスリツプ速度にほとんど影響されないこと、等
の優れた性質を有するため、自動車等に用いられ
るクラツチとして広く知られている。 従来、こうしたパウダクラツチの特性を改良し
たものとしては、例えば特公昭37−8853がある。
これは単隙式のパウダクラツチにおいて、そのパ
ウダギヤツプを、軸方向の中央部が両端部に比し
て狭くなるように傾斜した形状に形成することに
より、諸性能の向上を図ろうとしたものである。 この技術の原理は次のようなものである。 即ち、磁路形状により多少異なるが、第７図Ａ
に示されるように、磁束密度はパウダギヤツプ両
端部Ａ，Ｂで密、中央部Ｃで疎となる傾向があ
る。従つて、パウダがギヤツプ外に漏れ出してい
た場合、ギヤツプの両端部Ａ，Ｂにパウダが集中
し、いわゆるパウダ障壁ができる。これができる
と、外部のパウダが内部に入り込むのが阻止さ
れ、パウダギヤツプ全体としてのパウダ密度が疎
となり、動力伝達性能が低下するばかりでなく、
この両端部分のみによつて多くの動力伝達を行う
ようになるためスリツプ状態で発熱して焼きつ
き、パウダ劣化の原因となる。 しかしながら、第７図Ｂに示されるように、パ
ウダギヤツプをその軸方向の中央部Ｃが両端部
Ａ，Ｂに比して狭くなるように傾斜した状態に形
成すると、中央部Ｃの磁束密度が高くなり、パウ
ダは該中央部Ｃに引き寄せられ、前述のようなパ
ウダ障壁が形成されず、速かにギヤツプ中に入つ
ていくことができるものである。

【考案が解決しようとする問題点】

しかしながら、この技術は、従来ほとんど普及
することなく埋もれてしまつているというのが実
情であつた。それは次の理由による。即ち、一般
的にパウダギヤツプの寸法は、0.4〜1.2mm程度で
あり、最も多く使われているいるのが0.8mmであ
る。又、パウダが遠心力により外周摩擦面に張付
くことによつてできるエアギヤツプ（第８図Ａ参
照）は一般に0.03〜0.15mm程度である。その結
果、このようなレベルのギヤツプ寸法において、
磁束分布が中央寄りにできるほどに、例えば0.6
〜1.0mm程度傾斜を付けようとした場合、同図Ｂ
に示されるように、中央部Ｃにおいて常にパウダ
をひきずつている状態となり、ひきずりトルクが
増大してしまうという問題が発生するのである。

【考案の目的】

本考案は上記従来の問題に鑑みてなされたもの
であつて、上記傾斜技術を複隙式のパウダクラツ
チに最適な構成で採用し、パウダクラツチ全体の
切れ性能の向上（ひきずりトルクの低減）、制御
応答性の向上、あるいは伝達力の安定性の向上を
図ることができ、更には、パウダの飛散、パウダ
の片焼けによる寿命低下を防止することのできる
複隙式パウダクラツチを提供することを目的とす
る。

【問題点を解決する手段】

本考案は、駆動側部材と従動側部との間に、パ
ウダの挿入された２つのパウダギヤツプを、同軸
に且つ該パウダを介した磁路を形成可能に設ける
と共に、両パウダギヤツプを、その軸方向の中央
部が両端部に比して狭くなるように傾斜した形状
に形成し、且つ、該２つのパウダギヤツプの傾斜
角を、駆動側部材が内周側に位置するパウダギヤ
ツプの方が、従動側部材が内周側に位置するパウ
ダギヤツプよりも大きな角度となるように設定し
たことによつて、上記目的を達成したものであ
る。 又、本考案の実施態様は、前記２つのパウダギ
ヤツプにおいて生じるエアギヤツプが0.1〜0.15
mmであつた場合に、前記大きな角度に設定された
方の傾斜角を、中央からのパウダギヤツプの軸方
向実質距離をＬとしてtan^-1（0.3／2L）以下に設
定することとして、種々の特性向上とひきずりト
ルクの低減との良好な両立を図るようにしたもの
である。 又、本考案の他の実施態様は前記２つのパウダ
ギヤツプを挟んだ対向面に、該対向面上の円周方
向に溝部を形成することとして、クラツチ全体の
特性を一層向上させるようにしたものである。

【作用】

本考案においては、パウダギヤツプを２個備え
た複隙式のパウダクラツチに着目し、テーパの傾
斜角を２つのパウダギヤツプで分担して受持たせ
るようにしたため１個当りの傾斜角を小さく設定
でき、その分のひきずりトルクの低減を図ること
ができる。又、その際、駆動側部材が内周側に位
置するパウダギヤツプの方を、従動側部材が内周
側に位置するパウダギヤツプよりも大きな角度に
設定するようにしたため、パウダが撹拌され、特
性が悪化する傾向にあるパウダギヤツプの特性を
積極的に改善でき、従つて、パウダクラツチ全体
の特性を良好に維持することができる。

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例を詳細に
説明する。 第１図及び第２図に本考案に係る複隙式パウダ
クラツチの実施例を示す。 図において、１０は第１駆動側部材、２０は第
２駆動側部材、３０は従動側部材、S₁，S₂は第
１、第２パウダギヤツプをそれぞれ示している。 前記第１駆動側部材１０は、従動側部材３０の
外周位置に所定のパウダギヤツプS₁をおいて配設
されている。この第１駆動側部材１０は、支持部
材１２、従動側部材３０との対向面部材１４、カ
バーラビリンス部材１６とからなつている。従動
側部材３０との対向面部材１４は磁性体材料、例
えばＳ１０等により形成され、支持部材１２は非
磁性体材料、例えばAl等によつて形成されてい
る。又、カバーラビリンス部材１６もAl等によ
つて形成され、ボルト締結されている。 前記第２駆動側部材２０は、磁性体材料、例え
ばS10等によつて形成され、従動側部材３０の内
周位置に所定のパウダギヤツプS₂を置いて配設さ
れている。第１駆動側部材１０と第２駆動側部材
２０とは、図中右側に配置された連結部材７０を
介して連結されている。この連結部材７０は非磁
性体材料、例えばSUS３０４で形成されている。
連結部材７０と第１駆動側部材１０とはボルト７
２によつて結合され、連結部材７０と第２駆動側
部材２０とはボルト７４（第１図参照）により結
合されて一体的に連結されている。両駆動側部材
１０，２０は、図示せぬ入力軸にフランジ５２を
介して連結されている。又、この両駆動側部材１
０，２０は、ベアリング６０，６２により連結部
材（材料SUS３０４）７１を介して、従動側部
材３０に対して位置決めされ、回転自在に支持さ
れている。 前記従動側部材３０は、内部に励磁用コイル３
４を有しており、該励磁用コイル３４の周囲は磁
場形成部３６となつている。この磁場形成部３６
は、磁性体材料Ｓ１０等で形成されている。従動
側部材３０は出力メンバーであるハブ４０に第１
図に示すダンパー機構９０を介してボルト締結に
より連結されている。このダンパー機構９０の図
中左側にはスリツプリング４６が設けられてい
る。このスリツプリング４６は配線４８を通じて
励磁用コイル３４に給電するためのものである。 前記第１、第２パウダギヤツプS₁，S₂は、第１
駆動側部材１０と従動側部材３０との間、第２駆
動側部材２０と従動側部材３０との間に同軸に形
成されている。両パウダギヤツプS₁，S₂にはパウ
ダが挿入されており、このパウダを介して磁路Ｓ
が形成可能とされている。両パウダギヤツプS₁，
S₂は、その軸方向の中央部が両端部に比して狭く
なるように傾斜したテーパ形状に形成されてい
る。又、この両パウダギヤツプの傾斜角θ₁，θ₂
は、駆動側部材が内周側に位置する第２パウダギ
ヤツプS₂の傾斜角θ₂の方が従動側部材が内周側に
位置する第１パウダギヤツプS₁の傾斜角θ₁よりも
大きな角度となるように設定してある。それぞれ
のパウダギヤツプS₁，S₂においては、非駆動状態
において0.1〜0.15mmのエアギヤツプが生じるよ
うに設定されている。更に、前記大きな角度に設
定された方の傾斜角θ₂が中央からの軸方向実質距
離をＬとしてtan^-1（0.3／2L）以下となるように
設定されている。又、両パウダギヤツプS₁，S₂を
挟んだ対向面には、該対向面上の円周方向に溝部
２８，３８が形成されている。 次に、この実施例の作用を説明する。 まず、この複隙式パウダクラツチの接続作用
は、スリツプリング４６及び配線４８を通じて励
磁用コイル３４に通電することによつて行われ
る。励磁用コイル３４が通電されると、第２図に
破線にて示すような磁路Ｓが発生する。即ち、従
動側部材３０の磁場形成部材３６、第１駆動側部
材１０の従動側部材３０との対向面部材１４、第
２駆動側部材２０の間を循環する磁束が発生す
る。なお、この磁束の方向は、励磁用コイル３４
のコイルの巻き方を逆にし、あるいは励磁電流の
向きを逆にすることによつて逆方向とすることが
できる。 このような磁束の発生により、第１、第２パウ
ダギヤツプS₁及びS₂に配されたパウダは該パウダ
同士が鎖状に結合し、パウダ相互間の摩擦力と電
磁的結合力とによつて第１駆動側部材１０及び第
２駆動側部材２０と、従動側部材３０とが結合さ
れ、図示せぬ入力軸から出力用ハブ４０に動力が
伝達される。 パウダクラツチの解放作用は、励磁用コイル３
４を消勢することによつて行われる。即ち、励磁
用コイル３４を消勢することにより、磁束は消失
し、パウダの結合は解かれるため、動力伝達が行
われなくなる。 以上の場合において、この実施例においては、
複隙式のパウダクラツチに着目し、テーパの傾斜
角を２つのパウダギヤツプで分担して受持たせる
ようにしたため、１個当りの傾斜角を小さく設定
できるようになり、その分のひきずりトルクの低
減を図ることができる。 又、角度設定にあたつて、駆動側部材が内周側
に位置する第２パウダギヤツプS₂の方の角度θ₂
を、従動側部材が内周側に位置する第１パウダギ
ヤツプS₁の角度θ₁よりも大きな角度に設定するよ
うにしたため、パウダが撹拌され、特性が悪化す
る傾向にあるギヤツプの特性を積極的に改善で
き、従つて、パウダクラツチ全体の特性を良好に
維持することができる。 即ち、この原理を第３図及び第４図を用いて説
明すると、まず、第３図Ａに模式的に示されるよ
うに、従動側部材ｄが内周側に位置する場合、コ
イル非励磁状態においてパウダの動きは駆動側部
材Ｄの遠心力にのみ依存する。この状態では、パ
ウダは遠心力によつて駆動側部材Ｄ側の摩擦面に
張付き、その結果エアギヤツプａができてクラツ
チが完全に切離された状態となり、ひきずりトル
クは小となる。又、パウダも整然と固辞される。
この状態からコイルが励磁され、動作伝達状態と
なつた場合、同図Ｂに示されるように、パウダが
整然と保持されていたため、直ちに動力を良好に
伝達する。 これに対し、第４図Ａに示されるように、駆動
側部材Ｄが内周側に位置する場合、パウダは該駆
動側部材Ｄによつて撹拌され、飛散し、乱れた状
態で保存される。従つて、非励磁状態においても
パウダ相互間の衝突により、動力が僅かに伝達さ
れ、ひきずりトルクが大となる。又、この状態か
ら励磁したときに、ギヤツプ内のパウダが飛散し
ていたり、又、雑に保存されていたりしているた
め、ギヤツプ中のパウダ密度が低下し、動力伝達
性能が低下・不安定となる。又、パウダのギヤツ
プ内への移動の時間が多くかかるため、クラツチ
の励磁電流によつて動力伝達性能を変化させる場
合の制御応答性が低下する。更に、パウダギヤツ
プ外のパウダがコイル励磁による磁束によつてギ
ヤツプの両端部Ａ，Ｂに集中していわゆるパウダ
障壁を形成し、摩擦面の片焼け、焼付き、パウダ
の酸化、劣化、摩耗の原因となる。 本実施例においては、このような事情に鑑み、
より特性悪化の著しい、即ち駆動側部材が内周側
に位置する第２パウダギヤツプS₂のテーパの傾斜
角θ₂の方を大としたため、クラツチ全体の性能向
上を大幅に図ることができ、且つ、その傾斜角θ₂
の最大値をTan^-1（0.3／2L）以下としたため、テ
ーパ形成によつて特性を向上させながら、ひきず
りトルクを低く維持することができる。 又、この実施例においては、両パウダギヤツプ
S₁，S₂を挟んだ対向面に、該対向面上の円周方向
に溝部２８，３８を形成したため、テーパ形成に
よつて小さくなりがちなエアギヤツプを溝がない
ものに比べて大きくとることができ、それだけひ
きずりトルクを低減することができる。 即ち、この原理を第５図及び第６図を用いて説
明すると、まず、第５図Ａ，Ｂに示されるよう
に、クラツチのオン、オフの変化により図のＺの
部分のパウダが移動しクラツチか繋がるようにな
つているため、非励磁時のエアギヤツプは一般に
Ｘ：Ｙの比で決定される。従つて、第６図Ａ，Ｂ
に示されるように、溝を付けることによつて、
X′＝ΣX₀＜Ｘとすることができ、エアギヤツプを
大きく確保しながら、各パウダの移動距離を小さ
くでき、ひきずりトルクの低減、応答性の向上を
図ることができるものである。

【考案の効果】

以上説明した通り、本考案によれば、クラツチ
のパウダギヤツプにおける、特に内周側が駆動側
部材となるパウダギヤツプにおける動力伝達性能
の向上、パウダ飛散、パウダ片焼けによる寿命低
下を防止でき、又、励磁時のパウダ集結時間の短
縮による制御応答性の向上、パウダ撹拌によるひ
きずりトルクの増加防止等をも図ることができる
という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る複隙式パウダクラツチ
の実施例を示す縦断面図、第２図は、上記実施例
の部分拡大断面図、第３図Ａ，Ｂ〜第６図Ａ，Ｂ
は、それぞれ上記実施例の作用を説明するための
単隙式パウダクラツチを模式的に示した部分縦断
面図、第７図Ａ，Ｂ、第８図Ａ，Ｂ、は、それぞ
れ従来の単隙式パウダクラツチを模式的に示した
部分縦断面図である。 １０……第１駆動側部材、２０……第２駆動側
部材、３０……従動側部材、２８，３８……溝
部、S₁……第１パウダギヤツプ、S₂……第２パウ
ダギヤツプ、Ｌ……中央部からの軸方向実質距
離、Ａ，Ｂ……ギヤツプ両端部、Ｃ……ギヤツプ
中央部。θ₁，θ₂……傾斜角。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 駆動側部材と従動側部材との間に、パウダの
   挿入された２つのパウダギヤツプを、同軸に且
   つ該パウダを介した磁路を形成可能に設けると
   共に、両パウダギヤツプを、その軸方向の中央
   部が両端部に比して狭くなるように傾斜した形
   状に形成し、且つ、該２つのパウダギヤツプの
   傾斜角を、駆動側部材が内周側に位置するパウ
   ダギヤツプの方を従動側部材が内周側に位置す
   るパウダギヤツプよりも大きな角度に設定した
   ことを特徴とする複隙式パウダクラツチ。 (2) 前記２つのパウダギヤツプにおいて生じるエ
   アギヤツプが0.1〜0.15mmであつた場合に、前
   記大きな角度に設定された方の傾斜角が、中央
   からのパウダギヤツプの軸方向実質距離をＬと
   して、tan^-1（0.3／2L）以下に設定されている
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の複隙式パウダクラツチ。 (3) 前記２つのパウダギヤツプを挟んた対向面に
   は、該対向面上の円周方向に溝部が形成されて
   いることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項又は第２項に記載の複隙式パウダクラツ
   チ。