JPS6056933B2 - 電磁クラツチ・ブレ−キ装置用クラツチ，ブレ−キア−マチユアの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電磁クラッチ・ブレーキ装着用クラッチ、
ブレーキアーマチュアの製造法に係り、電磁クラッチ・
ブレーキ付モートルにおける電磁クラッチ・ブレーキ装
置に用いられるクラッチ、ブレーキ摩擦板を設けたクラ
ッチ、ブレーキアーマチュアにおける当該摩擦板の材料
選択、この摩擦板へ油含浸、表面塗塗布剤の塗着に係る
電磁クラッチ・ブレーキ装着用クラッチ、ブレーキアー
マチユアの製造法に関するものである。

〔従来技術〕

まず、従来の電磁クラッチ・ブレーキ装置について、そ
れに用いられるクラッチ、ブレーキアーマチュアを含め
、第６図により説明する。

すなわち、第６図は、従来例の電磁クラッチ・ブレーキ
付モートルにおける電磁クラッチ●ブレーキ装置の上半
分に係る断面図である。

図で、Ｍは、モートル軸、Ｗは、フライホィール、Ｃは
、クラッチ板、Ｐは、出力軸、Ｓは、スプライン、６は
、クラッチアーマチュアであり、７は、クラッチ摩擦板
、８は、クラッチ摩擦面である。

また、９は、ブレーキアーマチュア、１０は、ブレーキ
摩擦板、１１は、ブレーキ摩擦擦面、Ｂは、ブレーキ板
、１２は、磁気吸引面、１３は、ヨーク、１４，１５は
、クラッチコイル及びブレーキコイルであり、１６，１
７はクラッチ磁束、ブレーキ磁束を示すものである。す
なわち、モートル軸Ｍに取付けられたフライホィールに
取着されたクラッチ板Ｃと、モートルのフレーム（図示
せず）に固定されたブレーキ板Ｂとの間に、前記クラッ
チ板Ｃへ対向するクラッチ摩擦板７を設けたクラッチア
ーマチュア６と前記ブレーキ板Ｂへ対向するブレーキ摩
擦板１０を設けたブレーキアーマチュア９とを、出力軸
Ｐと一体となつたスプラインＳに移動自在に併置し、ま
た上記クラッチ板Ｃとブレーキ板Ｂとの外周側には、ク
ラッチコイル１４とブレーキコイル１５を内蔵したヨー
ク１３を配置せしめるように構成したものである。

そして、上記構成によつて、クラッチコイル１４への通
電によるクラッチ磁束１６により、出力軸Ｐのスプライ
ンＳに沿つて移動し吸引されるクラッチアーマチュア６
に設けたクラッチ摩擦面８を有するクラッチ摩擦板７と
クラッチ板Ｃとによ．り、モートル軸Ｍに設けられたフ
ライホィールＷを介し、モートルの回転を出力軸Ｐに伝
達するようにした、同じくブレーキコイル１５への通電
によるブレーキ磁束１７により、出力軸Ｐのスプライン
Ｓに沿つて移動し吸引されるブレーキアーマーチユア９
に設けた、ブレーキ摩擦面１１を有するブレーキ摩擦板
１０と固定のブレーキ板Ｂとにより、出力軸Ｐにブレー
キをかけるようにしたものてある。

しかして、この種一般の、クラッチ、ブレーキアーマチ
ュアのクラッチ、ブレーキ摩擦板（以下、摩擦板という
。

）の、その作動における摩耗率は、１〜４×１０−７ｃ
ｆ１／Ｋｇｍ程度であり、一般的に、面の仕事量、すな
わち面での消費エネルギーによつて直線的に摩耗し、そ
の摩耗により、仕事が一次側から二次側に伝達されてい
くものである。しかし、このように摩擦板が、面での仕
事量の゛累積によつて直線的に摩耗していくのでは、電
磁クラッチ●ブレーキ付モートルとして不具合のもので
ある。

それは、クラッチ側もブレーキ側もともに、磁気吸引面
、磁束路と摩擦面とが構造的に一体化しており、磁気吸
引ギャップと摩擦面ギャップとが独立して、その動作方
向に寸法調整できない構造であり、しかも、摩擦面がト
ルク伝達するために圧接されるとき、磁気吸引面の金属
同士の面で接触しないよう設計される上記モートルにお
いては、一般摩擦板より飛躍的に長い寿命が要求される
。このような、すなわち電磁クラッチ・ブレーキ付モー
トルなどは、例えば工業用ミシンの駆動モートルとして
用いられる場合、、モートル出力として４００〜５００
Ｗとなり、そのモートルの市場性を考え、その摩擦板は
２年以上の寿命を要求されるのが一般である。

これを、一日一万回前後、始動、停止をするミシン縫製
作業の仕事量から逆算すると、摩擦板の摩耗率は、０．
３×１０−７ｃ７１ｆ／Ｋｇｍより優れていることが必
要となる。また、縫製工業における市場要求と関連し、
クラッチ、ブレーキの動作音、摩擦面温度上昇時の臭気
、摩擦音の鳴き音などは、特に商品価値を低下させるも
のである。更に、縫製ミシンの駆動用の電磁クラッチ・
ブレーキ付モートルは、クラッチ、ブレーキコイルの励
磁に制御器をつけて、無段変速あるいは、プログラム変
速制御を行うものである。これらの摩擦板についての長
寿命化要求、その他の特性要求などを満足する機能を備
えた摩擦板は、公知の技術のアスベストなどを用いた有
機摩擦材や焼結材を用いた無機摩擦材には見られないも
のである。

それは、乾燥摩擦においては限界があるためである。

そのため、摩擦面を積極的に、境界摩擦、流体摩擦にも
つていくことが必要である。いわゆる、湿式摩擦クラッ
チ、ブレーキの方向に進む必要がある。ところが、この
ように湿式にするためには、構造的に複雑となり、生産
性に欠けるものである。

その解決策として、完全湿式ではないが、乾式摩擦方式
の摩擦面に異種の物質を積極的に介在させ、外観構造上
は乾式摩擦構造同様にして、生産性の良い機構とする方
式の研究が進められてきた。その結果、先す摩擦板とし
て、アスベストやモールド材、あるいは焼結材のような
一般に用いられている硬い材料を用いるのではなく、コ
ルクや不織布など、内部に空孔をもち、油など液体の含
浸可能な、可撓性を有する材料が有効であるということ
が解明された。

つまり、これらの材料は、何の処理もなく乾式として用
いた場合は、摩耗率は、５〜１５×１０−７ＣＩ／Ｋ９
７ＴＬて、前述した硬質材に比し、摩耗がはげしく実用
性が少ないが、油などの含浸可能な性質を利用し、不揮
発性の鉱油やシリコーン系油を含浸し、これらの油成分
とグラファイトやモリブデンなどの固体潤滑材を混合し
た表面塗布剤といわれるグリースを、摩擦板の摩擦面に
塗布することにより摩耗率は飛躍的に向上し、改善され
るものてある。

この油含浸した摩擦板が寿命に達するのは、含浸された
油が摩擦にともない、消耗したり、飛散することにより
、油分が無くなつた場合である。

したがつて、限られた摩擦板に、油の含浸量を大きくす
るとともに、含浸を均一とし、摩擦面の油が、運転中に
温度や遠心力などにより摩擦表面の油が飛散しても、他
の部分より油の補給ができるようにすることが、非常に
大切な命題となるものである。このような点で、さきに
本発明者らは、その摩擦板中に油を含浸せしめて、クラ
ツツチ、ブレーキリングに接着し、その摩擦板に表面塗
布剤を施したようなりラッチ、ブレーキアーマチュアを
開発したが、当該摩擦板を取着するにあたつて、既に油
を含浸させ付着させたものでは、その接着力が著しく低
下するという理由に基づいて、そのクラチ、ブレーキリ
ングに摩擦板を、接着剤などを用いて固着した後、その
摩擦面側より油を含浸する態様を採用してきた。

しかし、このような態様では、摩擦面側より油の含浸と
いうことで、油を摩擦板へ均一に含浸させることはでき
ず、特に、接着剤などて固着している側には、油がほと
んど存在しなかつたものである。

そのため、寿命の点を含め、その工程上、低価格を達成
する点などの難点のあるものであた。いま、これを、第
１〜３，５図を参照して説明すると、図で、１は、摩擦
板、２は、クラッチ、ブレーキリング、３は、接着剤で
あり、４は、表面塗布剤、５は、油をそれぞれ示すもの
である。

すなわち、第１，２図に示すものは、摩擦板１をクラッ
チ、ブレーキリング２に接着剤３により固着し、表面塗
布剤４を摩擦板１の摩擦面に塗布したクラッチ、ブレー
キアーマチュアである。そして、上述のように、最終工
程である表面塗布剤４を塗布する前に、油含浸を油煮や
真空含浸により行つているものであるが、上記接着剤３
の接着面よりの油含浸ができないため、そのＡの部分を
拡大して示す第３図で明らかなように、油５は、その摩
擦表面部にしか含浸されないものである。したがつて、
その含浸深さと、含油率との関係に係る第５図の曲線に
おける破線の曲線に示すように、摩擦板１の含油率は、
摩擦板の表面（図の上方）を基準とし、摩擦板１の厚さ
をｔ（第３図参照）とすると、摩擦表面部のみしか油５
が存在しないため、摩擦板１に含浸されている油５の量
”が少なく、かつ表面部のみしか油５が無いので、運転
時における油飛散があると油５の補給がほとんどないた
めに寿命が短いものである。

また、クラッチ、ブレーキリング２に摩擦板１を固着し
て油含浸を行うため、その取扱いが面倒であるため、工
数が余分にかかることになり、高価になることが免れな
いものである。

〔発明の目的〕

本発明は、以上のような既開発のものにおける諸欠点を
解消するものてあつて、摩擦板を、内部”に空孔を有す
る、油の含浸可能な可撓性を有する特定材料のコルクを
選択使用して形成し、これのみの摩擦板単体に油を均一
に含浸させ、次いで、この均一に油含浸後の摩擦板を、
クラッチ、ブレーキリングに接着剤で固着し、最後に、
上記含浸させた油と同種の油をベースとしたグリース状
の表面塗布剤を塗布する、という特定一連の工程により
行うようにし、その特定材料選択使用による、油含浸の
均一と油含浸量の増大とで寿命の確実な延長を図ると同
時に、単体そのままの処理により、取扱い簡単、工数低
減を所期することができ、また、その特定材料選択使用
により、実用上何ら問題なく接着できるようにし、さら
に、表面塗布剤に含まれる固体潤滑剤により油の滲出量
を抑制して内蔵油の適量滲出を確保するとともに、その
表面塗布剤における、摩擦板に内蔵された油と同種の油
は、当該摩擦板内蔵の油と親和性を保ち、表面塗布剤の
固体潤滑剤を摩擦板の表面に維持させるようにした電磁
クラッチ・ブレーキ付モートルの電磁クラッチ・ブレー
キ装置用クラッチ、ブレーキアーマチュアの製造法の提
供を、その目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る電磁クラッチ・ブレーキ装置用クラッチ、
ブレーキアーマチュアの製造法は、モートルの軸に取付
けられたフライホィールに取着されたクラッチ板と、モ
ートルのフレームに固定されたブレーキ板との間に、前
記クラッチ板へ対向するクラッチ摩擦板を設けたクラッ
チアーマチュアと前記ブレーキ板へ対向するブレーキ摩
擦板を設けたブレーキアーマチュアとを、出力軸と一体
となつたスプラインに移動自在に併置し、また上記クラ
ッチ板とブレーキ板との外周側には、クラッチコイルと
ブレーキコイルを内蔵したヨークを配置せしめるように
構成し、上記クラッチコイル．への通電による磁束によ
りクラッチ板へ移動吸引されるクラッチアーマチュアの
クラッチ摩擦板によりフライホィールを介してモートル
の回転を出力軸に伝達し、またブレーキコイルへの通電
によりブレーキ板へ移動吸引されるブレーキアーマチ；
エアのブレーキ摩擦板により出力軸にブレーキをかける
ようにした電磁クラッチ・ブレーキ装置の上記クラッチ
、ブレーキアーマチュアの製造法において、内部に空孔
を有する、油の含浸可能な可撓性を有するコルクを選択
使用してクラッチ、ブレーキ摩擦板を形成し、この摩擦
板単体に、油煮、真空含浸、加圧含浸あるいは超音波含
浸のいずれか、又はこれらの組合せにより油を均一に含
浸させた後、クラッチ、ブレーキリングに接着剤で固着
させ、更に、上記摩擦板にグリース状の、上記含浸させ
る油と同種の油をベースとした表面塗布剤を塗着するよ
うにしたものである。

さらに詳述すると、次のとおりである。

すなわち、その製作にあたつては、（イ）クラッチ、ブ
レーキ摩擦板を、内部に空孔を有する、油の含浸可能な
可撓性を有する特定材料のコルクを選択使用して形成し
、これのみの摩擦板単体に、すなわちクラッチ、ブレー
キリングへの接着前ｌに、油を均一に含浸させ、（０）
次いで、この均一に油含浸後の摩擦板を、クラッチ、ブ
レーキリングに接着剤で固着し、（ハ）最後に、上記含
浸させた油と同種の油をベースとしたグリース状の表面
塗布剤を塗布する、という特定一連の工程により行うよ
うにしたものである。

そして、少なくとも、上記（イ）において、その特定材
料選択使用により、油含浸が均一になるとともに、その
油含浸量か増大し、その運転時に表面層の油の消耗や飛
散があつても、摩擦板の深部に含浸された油が補給され
るので、その寿命が確実に延長されると同時に、単体そ
のままの油処理により、取扱い簡単、工数低減を所期し
うるようにし、また同（口）において、その特定材料選
択使用により、実用上何ら問題なく接着できるようにし
、さらに同（ハ）において、表面塗布剤に含まれる固体
潤滑剤により油の滲出量を抑制することによつて、内蔵
された油の適量滲出を確保し、また表面面塗布剤におけ
る、摩擦板に内蔵された油と同種の油は、当該摩擦板内
蔵の油と親和性を保ち、表面塗布剤の固体潤滑剤を摩擦
板の表面に維持させるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を、第５図をあわせ、第４図を参照す
ることにより、次に説明をする。

第４図は、第２図のＡの部分に相当するところを拡大し
て示すものてあつて、１Ａは、クラッチ、ブレーキ摩擦
板（以下、摩擦板という。

）２Ａは、クラッチ、ブレーキリング、３Ａは、接着剤
、４Ａは、表面塗布剤、５Ａは、油を示すものである。
そして、摩擦板１Ａは、空孔を有する可撓性のコルクを
選択、採用して形成されるものであり、表面塗布剤４Ａ
は、油５Ａと同種の油をベースとしたグリース状のもの
である。

すなわち、含浸される油５Ａは、例えば不揮発性の鉱油
あるいは、シリコーン系油であり、また、表面塗布剤４
Ａは、上記油５Ａの油成分と、グラファイトやモリブデ
ンなどの固体潤滑剤とを混合したグリース状のものであ
る。

以上の構成のものを製作するにあたつては、先ず、摩擦
板１Ａを空孔を有し油含浸可能な可撓性のコルクを選定
して形成し、これのみの単体を油煮、真空含浸、加圧含
浸あるいは超音波含浸のいずれかにより、又は、これら
の含浸方法の組合せにより油５Ａを含浸させる。

次いで、摩擦板１Ａの表面に付いた余分の油を除去した
後、クラッチ、ブレーキリング２Ａを接着剤３Ａにより
固着する。

最後に、上記の如く油５Ａと同種の油をベースとしたグ
リース状の表面塗布剤４Ａを塗布するものである。

以上のような工程によるときは、先ず、摩擦板１Ａとし
て、油などの液体の含浸可能な空孔を有する可撓性のコ
ルクを用いるので、油５Ａは、摩擦板１Ａの全面より含
浸されて、第４図に示すように、摩擦板１Ａに、ほぼ均
一に含浸されるものである。

また、摩擦板１Ａの固着前の単体の状態で、先に油５Ａ
を含浸させるので、その多量を含浸させることができる
ものである。

以上のような油含浸手段によるときは、摩擦板１Ａの油
に接する面積が従来の手法に比較して格段と増大するの
て、油含浸が均一になるとともに、その油含浸量も増大
するものてある。

よつて、前述した第５図における実線の曲線に示すよう
に、既往のものに見られたような摩擦表面部のみしか油
が存在することはなくなり、ほぼ均一な油含浸態様を得
ることができるものである。

なお、上記第５図の実線の曲線において、摩擦板１Ａの
中央部で若干、含油率は低下するが、これは、油含浸時
、表面より遠いために含浸しにくいことによるものであ
る。

しかし、その程度であれば、従来より大幅に改善されて
いることが判明する。したがつて、油含浸量の多い摩擦
板１Ａを有する電磁クラッチ、ブレーキアーマチュアが
得られるものて、その運転時、表面層の油の消耗や飛散
があつても、その摩擦板１Ａの深部に含浸された同種の
油５Ａが補給されるので、その寿命は確実に延長された
ものを得ることができる。

すなわち、クラッチ、ブレーキ時の係合衝突の繰り返し
の際に、摩擦板１Ａ内部の空孔に内蔵されている油５Ａ
が表面に出てきて、この油５Ａにより係合衝突両者が滑
りながら当接して、その係合時点での摩擦熱発生を緩和
し、その摩擦熱による摩擦板１Ａの破壊を防止するもの
である。

しかして、この油５Ａが一時に大量に出てくると、内蔵
されているものが活渇してしまうために長寿命が期待で
きないものであり、また出過ぎると滑り過ぎてしまい、
クラッチ、ブレーキ動作が緩漫になつてしまうものであ
るが、これらにつき、表面塗布剤４Ａに含まれる固体潤
滑剤によつて、その油５Ａの滲出量を抑制することによ
り、クラッチ、ブレーキの動作特性を維持しつつ、内蔵
された油５Ａの適量滲出を確保するものである。また同
時に、前記固体潤滑剤の潤滑作用も、上記滑りながらの
当接を円滑にするものである。

さらに、表面塗布剤４Ａにおける油５Ａと同種の油は、
摩擦板１Ａに内蔵された油５Ａとの親和性を保つて、表
面塗布剤４Ａの固体潤滑剤を摩擦板１Ａの表面に維持さ
せる役目を有するものてある。なお、上記のように油５
Ａの付いた摩擦板板１Ａをクラッチ、ブレーキリング２
Ａに接着剤３Ａにより接着するときに、その油５Ａの存
在により゛接着強度は低下するが、例えば、エポキシ系
接着剤あるいはニトリルゴム系接着剤などの採用を含む
、格別の接着剤３Ａの選択使用によるときは、コルクな
どの空孔を有するものから摩擦板１Ａが構成されている
ために、その摩擦板の強度が接着力より弱いため、実用
上何ら問題がないものであり、摩擦板１Ａの上記のよう
な材料選択使用は、この点でも格別の効果を奏するもの
である。

上記に加え、摩擦板１Ａを単体として、つまり何等の装
着物のない単体そのままて油処理するも”のであるから
、その取扱いが簡単となり、工数を低減することができ
る効果を併せ有するものである。また、摩擦板１Ａとし
て、可撓性のあるものを用いるので、係合時の衝突音を
小さくすることができるものである。

〔発明の効果〕

以上にも述べた点を総合して、本発明によるときは、摩
擦板に、長寿命化のために含浸する油を均一に含浸させ
ることができ、かつ多量の油を含浸させることがてきて
、更にその寿命を延長させうるものを得ることができる
と同時に、摩擦板単体に油を含浸させる工程としている
ので、その油含浸時に余計なりラッチ、ブレーキリング
がないため、その取扱いが至極簡単となるため、安価か
つ確実性能の電磁クラッチ、ブレーキアーマチュアを生
産することがてき、ひいては、これを用いての低廉かつ
作用適確な電磁クラッチ・ブレーキ付モートルの提供を
も可能とするものてあつて、実用性に優れた発明という
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、さきに開発して電磁クラッチ・ブレーキ装置
用クラッチ、ブレーキアーマチュアの平面図、第２図は
、その側断面図、第３図は、第２図のＡ部拡大図に係り
、その油含浸法による油含浸状態をも示す部分断面図、
第４図は、同じく第２２図のＡ部拡大図で、本発明の一
実施例による油含浸状態をも示す部分断面図、第５図は
、クラッチ、ブレーキ摩擦板における、油含浸深さと含
油率との関係曲線図、第６図は、従来例の電磁クラッチ
●ブレーキ付モートルにおける電磁クラッチ・ブレーキ
装置の上半分に係る断面図である。 １Ａ・・・・・・クラッチ、ブレーキ摩擦板、２Ａ・・
クラッチ、ブレーキリング、３Ａ・・・・・・接着剤、
４Ａ・・・・・・表面塗布剤、５Ａ・・・・・・油。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モートルの軸に取付けられたフライホィールに取着
   されたクラッチ板と、モートルのフレームに固定された
   ブレーキ板との間に、前記クラッチ板へ対向するクラッ
   チ摩擦板を設けたクラッチアーマチュアと前記ブレーキ
   板へ対向するブレーキ摩擦板を設けたブレーキアーマチ
   ュアとを、出力軸と一体となつたスプラインに移動自在
   に併置し、また上記クラッチ板とブレーキ板との外周側
   には、クラッチコイルとブレーキコイルを内蔵したヨー
   クを配置せしめるように構成し、上記クラツチコイルへ
   の通電による磁束によりクラッチ板へ移動吸引されるク
   ラッチアーマチュアのクラッチ摩擦板によりフライホィ
   ールを介してモートルの回転を出力軸に伝達し、またブ
   レーキコイルへの通電によりブレーキ板へ移動吸引され
   るブレーキアーマチュアのブレーキ摩擦板により出力軸
   にブレーキをかけるようにした電磁クラッチ、ブレーキ
   装置の上記クラッチ、ブレーキアーマチュアの製造法に
   おいて、内部に空孔を有する、油の含浸可能な可撓性を
   有するコルクを選択使用してクラッチ、ブレーキ摩擦板
   を形成し、この摩擦板単体に油を均一に含浸させた後、
   クラッチ、ブレーキリングに接着剤で固着させ、更に、
   上記摩擦板にグリース状の、上記含浸させる油と同種の
   油をベースとした表面塗布剤を塗着することを特徴とす
   る電磁クラッチ・ブレーキ装着用クラッチ、ブレーキア
   ーマチュアの製造法。