(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、
上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、
上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、
上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、
上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、
上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記環状帯状材の継ぎ目を含む外形の上記ヨークおよびハブに対応する部分を平坦にしたことを特徴とする電磁連結装置。
【請求項２】
筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、
上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、
上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、
上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、
上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、
上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記帯状材を環状にプレスした際の抜きだれ部を外形側としたことを特徴とする電磁連結装置。
【請求項３】
筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、
上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、
上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、
上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、
上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、
上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記環状帯状材の継ぎ目の一部にスリットを設け、このスリットを上記ロータの内径に設けられた凸部に嵌合させたことを特徴とする電磁連結装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ機器、特に複写機等に使用されるマイクロ電磁連結装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１９は、従来より使用されている電磁連結装置の構成を示す部分断面図、図２０は従来の電磁連結装置のシャフトを示す断面図である。図において、１は筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、２はロータの筒部内部に設けられたコの字型のヨーク、３はヨーク２に内蔵されたコイル、４はコイル３に接続されたリード線、５はヨーク２の内周に回転自在に設けられ、ロータ１と一体形成されたシャフト、５０はシャフト５の内径の一部が平面となったＤカット部で、被駆動軸（図示せず）に動力を伝達する部分である。６はロータ１の摩擦面に対して軸方向に所定の空隙ｇを有して配置された第２の摩擦面を有し、コイル３より発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、７はアマチュア６を弾性体であるスプリング８を介して支持し、シャフト５と回転自在に設けられたハブで、ギア７ａは、外部のギア（図示せず）と噛み合い、外部からの回転動力を伝達する。また、スプリング８は、リベット９によりそれぞれアマチュア６、ハブ７に固定されており、通常はアマチュア６を反ロータ１側に押圧している。１０は、ヨーク２に固定されたホルダー、１１はシャフト５の端面に設けられた止め輪である。
【０００３】
次に、従来の電磁連結装置の動作を説明する。電源（図示せず）より電圧をリード線４を介してコイル３に印加すると、図中点線で示す磁路に磁束が発生し、その吸引力によりアマチュア６はスプリング８の弾性力に打ち勝ってロータ１に吸引され、アマチュア６はロータ１と接する。このため、ギア７ａに伝達された動力は、ハブ７、スプリング８、アマチュア６、ロータ１、シャフト５、Ｄカット部５０を通して負荷（図示せず）に伝達される。コイル３の電圧を取り去ると、磁束は消滅し、アマチュア６はスプリング８の弾性力により元の位置に戻り、ロータ１との空隙ｇが保たれ動力の伝達は無くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の電磁連結装置では、シャフト５の材料として、磁束を通し、且つ安価で製作できる鉄系の焼結材を用いて製作することが多かった。電磁連結装置を複写機等に使用する場合、特に外径を小さくした小型品を安価で製造することが要求されている。しかしながら、従来のシャフト５の材料として用いられていた焼結材は、内部に気泡があるため磁気の透過率が悪く、これを補うため肉厚を厚くして磁気を通し易くする必要があった。このため、シャフト５の外径を大きくし、断面積を確保する必要があった。これは、ヨーク２との摺動部の周速を高くするもので、寿命が短くなると同時に、ヨーク２の外径及びロータ１の外径も大きくなり、製品全体としての外径が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、小型で寿命が長く、且つ安価な電磁連結装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる電磁連結装置は、筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記環状帯状材の継ぎ目を含む外形の上記ヨークおよびハブに対応する部分を平坦にしたものである。
【０００７】
また、筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記帯状材を環状にプレスした際の抜きだれ部を外形側としたものである。
【０００８】
また、筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記環状帯状材の継ぎ目の一部にスリットを設け、このスリットを上記ロータの内径に設けられた凸部に嵌合させたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態を図について説明する。図１は、本発明の実施の形態１である電磁連結装置の構成を示す部分断面図である。図において、１は筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、２はロータの筒部内部に設けられたコの字型のヨーク、３はヨーク２に内蔵されたコイル、４はコイル３に接続されたリード線、５ａはヨーク２の内周に回転自在に設けられ、ロータ１と一体形成されたシャフト、５０ａはシャフト５ａの内径の一部が平面となったＤカット部で、被駆動軸（図示せず）に動力を伝達する部分である。６はロータ１の摩擦面に対して軸方向に所定の空隙ｇを有して配置された第２の摩擦面を有し、コイル３より発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、７はアマチュア６を弾性体であるスプリング８を介して支持し、シャフト５ａと回転自在に設けられたハブで、ギア７ａは、外部のギア（図示せず）と噛み合い、外部からの回転動力を伝達する。また、スプリング８は、リベット９によりそれぞれアマチュア６、ハブ７に固定されており、通常はアマチュア６を反ロータ１側に押圧している。１０は、ヨーク２に固定されたホルダー、１１はシャフト５ａの端面に設けられた止め輪である。
また、図２は、本実施の形態によるシャフト５ａを形成する帯状材を示す図、図３は、本実施の形態によるシャフト５ａを示す斜視図である。図において、１２はシャフト５ａの軸長Ａと同幅の帯状材で、例えば冷間圧延鋼板、５１ａは材料端面の継ぎ目である。
【００１０】
次に、本実施の形態による電磁連結装置の動作を説明する。電源（図示せず）より電圧をリード線４を介してコイル３に印加すると、図中点線で示す磁路に磁束が発生し、その吸引力によりアマチュア６はスプリング８の弾性力に打ち勝ってロータ１に吸引され、アマチュア６及びロータ１各々の摩擦面が接触する。このため、ギア７ａに伝達された動力は、ハブ７、スプリング８、アマチュア６、ロータ１、シャフト５ａ、Ｄカット部５０ａを通して負荷（図示せず）に伝達される。コイル３の電圧を取り去ると、磁束は消滅し、アマチュア６はスプリング８の弾性力により元の位置に戻り、ロータ１との空隙ｇが保たれ動力の伝達は無くなる。
【００１１】
本実施の形態による電磁連結装置のシャフト５ａは、図２に示すようなシャフト５ａの軸長Ａと同幅である帯状の冷間圧延鋼板を、マルチフォーミングマシンで環状に巻いて成形したもので、帯状材の継ぎ目５１ａをＤカット部５０ａに配置するものである。なお、シャフト５ａは、外径における帯状材の継ぎ目５１ａの段差が、規定の寸法以下になるように成形されている。
【００１２】
本実施の形態によれば、材料の歩留まりは１００％近くなり、省資源と共に材料費を大幅に削減でき、安価で大量生産が可能となる。このため、シャフト５ａのコストを従来の約半分程度にすることが可能である。さらに、動力伝達部分であるシャフト５ａ内径のＤカット部５０ａも、マルチフォーミングマシンにて製作できるため、従来の焼結材を使用していた時に問題となっていたＤカット部分の肉厚変動による強度不足も解消され、信頼性が大幅に向上する。
【００１３】
また、本実施の形態によるシャフト５ａの磁気特性は、図４に示すように、従来の焼結材によるシャフトに比べて約４０％高い値を示している。このため、シャフト５ａの厚みを従来の約６０％程度にすることが可能となり、電磁連結装置の小型化が実現する。さらに、シャフト５ａの外径が小さくなるため、ヨーク２との回転による周速も小さくできるため、寿命を向上させることが可能となる。
【００１４】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図、図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。図において、５ｂは本実施の形態によるシャフトで、上記実施の形態１と同様に、シャフト５ｂの軸長Ａと同幅である帯状の冷間圧延鋼板を環状に巻いて成形したものである。また、５０ｂはシャフト５ｂに設けられたＤカット部、５１ｂは材料端面の継ぎ目、５２は帯状材の継ぎ目５１ｂを含む外径の一部を平坦にしたフラット部である。なお、本実施の形態による電磁連結装置の構成及び動作は、上記実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００１５】
本実施の形態では、マルチフォーミングマシンにより帯状材を環状に巻いてシャフト５ｂを成型する際に、シャフト５ｂの外周に発生する継ぎ目５１ｂがヨーク２及びハブ７の摺動に影響しないように、シャフト５ｂの継ぎ目５１ｂを含む外径の、ヨーク２およびハブ７に対応する部分にフラット部５２を設けたものである。本実施の形態によれば、継ぎ目５１ｂ部分において段差が発生した場合でも、成形後に図６に示すＣの方向から圧を加えてフラット部５２を形成し、ヨーク２、ハブ７と継ぎ目５１ｂが接触しないようにしたので、ヨーク２及びハブ７の摺動に不良が発生することなく、信頼性の高い製品を得ることができる。また、フラット部５２があることにより、ヨーク２、ハブ７は間欠スリップとなり、安定した摩擦係数となり、摺動の寿命が長くなる効果がある。なお、フラット部５２はマルチフォーミングマシンで製作するときに折り込めば良く、コスト高になるものではない。
【００１６】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３である電磁連結装置のシャフトを示す断面図である。図において、５ｃは本実施の形態によるシャフトで、上記実施の形態１及び２と同様に、シャフト５ｃの軸長と同幅である帯状の冷間圧延鋼板を環状に巻いて成形したものである。また、５３は帯状素材から製品の展開図を作製するときに発生するプレスによる抜きだれ部、５４はせん断面、５５は破断面を示している。なお、本実施の形態による電磁連結装置の構成及び動作は、上記実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００１７】
本実施の形態では、上記実施の形態２と同様に、シャフト５ｃの外周に発生する継ぎ目５１ｃが、ヨーク２及びハブ７の摺動に影響しないように、帯状材をプレスした際の抜きだれ部５３をシャフト５ｃの外径側にすることにより、シャフト５ｃの外周には突起物等がなく、ヨーク１及びハブ７の摺動に不良が発生することはない。本実施の形態においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００１８】
実施の形態４．
図８は、本発明の実施の形態４である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図である。図において、５ｄは本実施の形態によるシャフトで、上記実施の形態１〜３と同様に、シャフト５ｄの軸長と同幅である帯状の冷間圧延鋼板を環状に巻いて成形したものである。また、５０ｄはシャフト５ｄに設けられたＤカット部、５１ｄは材料端面の継ぎ目、５６は継ぎ目５１ｄの一部に設けられたスリットである。また、図９、図１０は本実施の形態による電磁連結装置のロータを示す断面図及び平面図である。図において、１ａは本実施の形態によるロータ、１３はロータ１ａの内径に設けられ、シャフト５ｄのスリット５６に嵌合される凸部である。なお、本実施の形態による電磁連結装置の構成及び動作は、上記実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００１９】
本実施の形態による電磁連結装置のシャフト５ｄは、帯状材の継ぎ目５１ｄの一部にスリット５６を有し、このスリット５６をロータ１ａの内径に設けられた凸部１３に嵌合し、シャフト５ｄとロータ１ａが結合するようにしたので、動力伝達を確実に行うことができ、信頼性が大幅に向上すると共に、簡単な工程で安価に製作することが可能である。
【００２０】
実施の形態５．
図１１は、本発明の実施の形態５である電磁連結装置の構成を示す部分断面図、図１２は本実施の形態によるシャフトを示す斜視図、図１３、図１４は本実施の形態によるロータを示す部分断面図及び部分平面図である。図において、５ｅは本実施の形態によるシャフトで、上記実施の形態１〜４と同様に、シャフト５ｅの軸長と同幅である帯状の冷間圧延鋼板を環状に巻いて成形したもので、５０ｅはシャフト５ｅの内径および外径共にＤカットされた平面を有するＤカット部、５１ｅは材料端面の継ぎ目である。また、１ｂは本実施の形態によるロータであり、内径の一部を平坦にしたフラット部１４を有し、このフラット部１４をシャフト５ｅのＤカット部５０ｅに嵌合させて、ロータ１ｂとシャフト５ｅを結合させたものである。
【００２１】
本実施の形態では、シャフト５ｅのＤカット部５０ｅを利用してロータ１ｂに動力伝達を行うようにしたので、上記実施の形態４と同様に、動力伝達を確実に行うことができ、信頼性が大幅に向上すると共に、簡単な工程で安価に製作することが可能である。さらに、Ｄカット部５０ｅの継ぎ目５１ｅは、ヨーク２の摺動部とは直接当接しないので、継ぎ目５１ｅの精度は低くてもよく、生産工程の歩留まりを向上させることができる。
【００２２】
実施の形態６．
図１５は、本発明の実施の形態６である電磁連結装置の構成を示す部分断面図、図１６、図１７及び図１８は、本実施の形態によるシャフトを示す部分断面図である。図において、５ｆは本実施の形態によるシャフトで、上記実施の形態１〜５と同様に、シャフト５ｆの軸長と同幅である帯状の冷間圧延鋼板を環状に巻いて成形したものである。また、５０ｆはシャフト５ｆに設けられたＤカット部、５７はシャフト５ｆの端面に設けられた折り曲げ可能なアームで、本実施の形態では４箇所に設けたが、少なくとも１箇所以上に設ければ良い。
【００２３】
本実施の形態では、図１６に示すように、シャフト５ｆの端面を切り起こしてアーム５７を作製し、ロータ１をシャフト５ｆに挿入した後、アマチュア６と一体となったハブ７を挿入し、その後、アーム５７を図１７及び図１８に示すようにシャフト５ｆの外径側に折り曲げ、シャフト５ｆとハブ７を回転自在に結合したものである。本実施の形態によれば、従来使用されていた止め輪を廃止することができ、部品点数が削減される。また、止め輪が無くなるため、軸方向の寸法を縮小することが可能である。さらに、シャフト５ｆのアーム５７を折り曲げる作業は、プレスで容易に行えるため、従来の手作業で止め輪を挿入する作業よりも効率が良く、安価に製作することができる。
【００２４】
なお、上記実施の形態１〜６では、クラッチについて説明したが、ロータを固定して、ブレーキとして使用した電磁連結装置であっても同様の効果が得られる。さらに、上記実施の形態１〜６による電磁連結装置は、主にＯＡ機器用として説明したが、本発明は一般の産業機械用の電磁連結装置または制動装置としても応用できることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、電磁連結装置のシャフトを、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形するようにしたので、高い歩留まりで安価な製品を大量に製作することが可能である。
【００２６】
また、帯状材として、磁気特性の高い冷間圧延鋼板を用いたので、シャフトの薄肉化が可能となり、電磁連結装置の小型化が図られ、さらに、シャフトの外径が小さくなるため、ヨークとの回転による周速も小さくできるため、寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である電磁連結装置の構成を示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１である電磁連結装置のシャフトの素材である帯状材を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１である電磁連結装置のシャフトの磁気特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２である電磁連結装置のシャフトを示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３である電磁連結装置のシャフトを示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態４である電磁連結装置のロータを示す部分断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４である電磁連結装置のロータを示す部分平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態５である電磁連結装置の構成を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態５である電磁連結装置のロータを示す部分断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態５である電磁連結装置のロータを示す部分平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態６である電磁連結装置の構成を示す部分断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態６である電磁連結装置のシャフトを示す部分断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態６である電磁連結装置のシャフトを示す部分断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態６である電磁連結装置のシャフトを示す部分断面図である。
【図１９】従来の電磁連結装置の構成を示す部分断面図である。
【図２０】従来の電磁連結装置のシャフトを示す断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ ロータ、２ ヨーク、３ コイル、４ リード線、
５、５ａ〜５ｆ、シャフト、６ アマチュア、７ ハブ、７ａ ギア、
８ スプリング、９ リベット、１０ ホルダー、１１ 止め輪、
１２ フープ材、１３ 凸部、１４ フラット部、
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｄ、５０ｅ Ｄカット部、
５１ａ〜５１ｅ 継ぎ目、５２ フラット部、５３ 抜きだれ部、
５４ せん断面、５５ 破断面、５６ スリット、５７ アーム。
【図１】
0003609259.tif 000002
【図２】
0003609259.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003609259.tif 000014
【図１４】
0003609259.tif 000015
【図１５】
0003609259.tif 000016
【図１６】
0003609259.tif 000017
【図１７】
0003609259.tif 000018
【図１８】
0003609259.tif 000019
【図１９】
0003609259.tif 000020
【図２０】
0003609259.tif 000021