(57)【要約】【課題】動力伝達の接続を行う吸着力を増加させるのに有利な電磁クラッチを提供する。【解決手段】電磁クラッチは、吸着面１１７をもつ回転可能な回転体１と、励磁電流を通電するとき回転体１を励磁する励磁コイル２と、励磁コイル２に励磁電流を流したときに生じる磁力により回転体１の吸着面１１７に吸着される被吸着面４０をもつ動力伝達部材３とを具備する。回転体１の外周部に保持され内周側及び外周側に磁極を有する永久磁石６が設けられている。【選択図】図１
2006097738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着面をもつ回転可能な回転体と、
励磁電流の通電により前記回転体を励磁する励磁コイルと、
前記励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力により前記回転体の前記吸着面に吸着される被吸着面をもつ動力伝達部材とを具備する電磁クラッチにおいて、
内周側及び外周側に磁極を有するリング形状に配置された永久磁石が、前記回転体の外周部に同軸的に設けられていることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
請求項１において、前記動力伝達部材は、前記回転体の前記吸着面に吸着される被吸着面をもつアーマチャと、前記アーマチャに係合する動力伝達ギヤとを備えていることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項３】
吸着面をもつ回転可能な回転体と、
励磁電流の通電により前記回転体を励磁する励磁コイルと、
前記励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力により前記回転体の前記吸着面に吸着される被吸着面をもつ動力伝達部材とを具備する電磁クラッチにおいて、
前記動力伝達部材は、前記励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力により前記回転体の前記吸着面に吸着される被吸着面をもつアーマチャと、前記アーマチャに係合する動力伝達ギヤとを備えており、
内周側及び外周側に磁極を有するリング形状に配置された永久磁石が、前記アーマチャのうち前記被吸着面と背向する背向面に同軸的に設けられていることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記回転体は、シャフトと、前記シャフトと一体的に回転する前記吸着面を有するロータとを備えていることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項において、前記ロータには、前記アーマチャに対面する内リング溝を形成する第１連結部と、外リング溝を形成する第２連結部とが設けられており、前記内リング溝及び前記外リング溝は同軸的配置とされていることを特徴とすることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項６】
請求項５において、前記アーマチャには、前記ロータ側に開口すると共に前記内リング溝と前記外リング溝との間に位置する中間リング溝を形成する第３連結部が設けられており、前記内リング溝、前記外リング溝、前記中間リング溝は同軸的配置とされていることを特徴とする電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力の伝達及び切断を切り替える電磁クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸着面をもつ回転可能なロータと、励磁電流の通電により回転体を励磁する励磁コイルと、励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力によりロータの吸着面に吸着される被吸着面をもつアーマチャとを備える電磁クラッチが開示されている。励磁電流が励磁コイルに通電されると、ロータの吸着面にアーマチャの被吸着面が吸着される。
【０００３】
特許文献２には、励磁コイルと、励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力によりロータの吸着面に吸着される可動部材とを備える電磁クラッチが開示されている。可動部材は、永久磁石と、永久磁石を半径方向内方に付勢する付勢バネとを有する。このものによれば、励磁電流が励磁コイルに通電されていないときであっても、付勢バネにより永久磁石が半径方向内方に移動するため、永久磁石による吸着力が増加し、可動部材はロータと共に連れ回りする。そして、ロータが高速で回転するとき、その遠心力により永久磁石は半径方向の外方に移動し、永久磁石による吸着力は低減し、可動部材の連れ回りが解除される。
【特許文献１】特開２００４−１１７４４号公報
【特許文献２】特開平８−０２８５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した電磁クラッチでは、狭いスペースでも吸着力を増大させ得ることが要請されている。アーマチャの吸着力を増加させるためには、特許文献１に係る技術によれば、励磁コイルの巻数を増加させる必要があり、電磁クラッチの厚みの増大を招いている。
【０００５】
特許文献２に係る技術によれば、永久磁石を用いているものの、永久磁石の磁力を遠心力に応答させるためであり、励磁電流を励磁コイルに通電するときに、動力伝達の接続を行う吸着力を増加させるというものではない。
【０００６】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、動力伝達の接続を行う吸着力を増加させるのに有利な電磁クラッチを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明者は上記した課題のもとに電磁クラッチについて開発を進めている。そして、吸着面をもつ回転可能な回転体と、励磁電流の通電により回転体を励磁する励磁コイルと、励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力により回転体の吸着面に吸着される被吸着面をもつ動力伝達部材とを具備する電磁クラッチにおいて、内周側及び外周側に磁極を有するリング形状に配置された永久磁石を、回転体の外周部に同軸的に保持することにすれば、上記した吸着力を増加させるのに有利な電磁クラッチを提供することができることを知見し、本発明を完成させた。
【０００８】
また、吸着面をもつ回転可能な回転体と、励磁電流の通電により回転体を励磁する励磁コイルと、励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力により回転体の吸着面に吸着される被吸着面をもつ動力伝達部材とを具備する電磁クラッチにおいて、動力伝達部材を、励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力により回転体の吸着面に吸着される被吸着面をもつアーマチャと、アーマチャに係合する動力伝達ギヤとで構成し、内周側及び外周側に磁極を有するリング形状に配置された永久磁石をアーマチャのうち被吸着面と背向する背向面に同軸的に保持することにすれば、上記した吸着力を増加させるのに有利な電磁クラッチを提供することができることを知見し、本発明を完成させた。
【０００９】
上記した吸着力を増加させる効果が得られる理由としては、上記した永久磁石を上記位置に設ければ、 ロータ及びアーマチャを透過する磁路における磁束量を増加させることができるためと推察される。
【００１０】
（２）すなわち、第１様相に係る電磁クラッチは、吸着面をもつ回転可能な回転体と、励磁電流の通電により回転体を励磁する励磁コイルと、励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力により回転体の吸着面に吸着される被吸着面をもつ動力伝達部材とを具備する電磁クラッチにおいて、
内周側及び外周側に磁極を有するリング形状に配置された永久磁石が、回転体の外周部に同軸的に設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記した永久磁石を上記位置に設ければ、ロータ及びアーマチャを透過する磁路における磁束量を増加させることができるためと推察される。
【００１２】
（３）第２様相に係る電磁クラッチは、吸着面をもつ回転可能な回転体と、励磁電流の通電により回転体を励磁する励磁コイルと、励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力により回転体の吸着面に吸着される被吸着面をもつ動力伝達部材とを具備する電磁クラッチにおいて、
動力伝達部材は、励磁コイルに励磁電流を流したときに生じる磁力により回転体の吸着面に吸着される被吸着面をもつアーマチャと、アーマチャに係合する動力伝達ギヤとを備えており、内周側及び外周側に磁極を有するリング形状に配置された永久磁石が、アーマチャのうち被吸着面と背向する背向面に同軸的に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記した内周側及び外周側に磁極を有するリング形状に配置された永久磁石を上記位置に設ければ、ロータ及びアーマチャを透過する磁路における磁束量を増加させることができるためと推察される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、動力伝達の接続を行う吸着力を増加させるのに有利な電磁クラッチを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明によれば、永久磁石は、回転体の外周面に固着され回転体とほぼ同軸的なリング状に配置されていることが好ましい。ここで、『リング状に配置されている』とは、リング状に成形された永久磁石を用いる形態、あるいは、ブロック状の複数個の永久磁石をリング状に並設する形態を採用することができる。
【００１６】
本発明によれば、動力伝達部材としては、回転体の吸着面に吸着される被吸着面をもつアーマチャと、アーマチャに係合する動力伝達ギヤとを備えている形態を採用することができる。この場合、アーマチャと動力伝達ギヤとは機械的に係合させることができる。アーマチャに被係合部を形成すると共に、アーマチャの被係合部と係合する係合部を動力伝達ギヤに形成することができる。回転体は、シャフトと、シャフトと一体的に回転する吸着面を有するロータとを備えている形態を採用することができる。
【００１７】
本発明によれば、ロータには、アーマチャに対面する内リング溝を形成する第１連結部と、外リング溝を形成する第２連結部とが設けられており、内リング溝及び外リング溝は同軸的配置とされている実施形態を採用することができる。この場合、内リング溝及び外リング溝は磁気抵抗が高くなるため、磁束案内作用を期待でき、ロータの吸着面とアーマチャの被吸着面との境界を介して、ロータからの磁束をアーマチャの肉厚の内部に透過させるのに有利である。
【００１８】
更に、アーマチャには、ロータ側に開口すると共に内リング溝と外リング溝との間に位置する中間リング溝を形成する第３連結部が設けられており、内リング溝、外リング溝、中間リング溝は同軸的配置とされている実施形態を採用することができる。この場合、後述するように、ロータの吸着面とアーマチャの被吸着面との境界を介して、ロータからの磁束をアーマチャの肉厚の内部に透過させるのに有利である。また、ロータの吸着面とアーマチャの被吸着面との境界を介して、アーマチャからの磁束を、ロータの肉厚の内部に透過させるのに有利である。この結果、吸着力を高めることができる。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１に係る電磁クラッチについて、図１〜図３を参照して説明する。図１は、実施例１に係る電磁クラッチの概念図を示す。本実施例に係る電磁クラッチは、回転可能な回転体１と、励磁電流の通電により回転体１を励磁する励磁コイル２と、励磁コイル２に励磁電流を流したときに生じる磁力により回転体１に吸着される動力伝達部材３とを備える。
【００２０】
図１に示すように、回転体１は、電磁クラッチの中心側に配置されているシャフト１０と、平坦状の吸着面１１７を有するロータ１１とを備えている。シャフト１０及びロータ１１は、同軸的に一体回転するように係合されている。ロータ１１は、内筒部１１０と、内筒部１１０と同軸的に配置された外筒部１１２と、内筒部１１０と外筒部１１２とを半径方向に繋ぐフランジ部１１３とを備えている。内筒部１１０及び外筒部１１２はシャフト１０と同軸的配置とされており、軸芯Ｐに沿って延設されている。なおロータ１１のフランジ部１１３は後述のアーマチャ４対面する。
【００２１】
ロータ１１は透磁性をもつ金属材料（具体的には鉄系材料）で形成されている。ロータ１１の外筒部１１２の外周面は、リング状をなす永久磁石保持面１１４とされている。シャフト１０はロータ１１の内筒部１１０の中央孔１１０ｘに嵌合されており、図略の駆動モータに接続され、当該駆動モータによりシャフト１０の軸芯Ｐのまわりで回転駆動される。
【００２２】
図１に示すように、永久磁石６は、ロータ１１の外筒部１１２の永久磁石保持面１１４に接着剤等より固着されて保持されている。即ち、永久磁石６は、シャフト１０の軸芯Ｐを１周するようにリング形状をなしており、ロータ１１とほぼ同軸的に配置されている。このような永久磁石６はロータ１１と一体回転する。永久磁石６は、永久磁石６の粉末と樹脂製の結合材との混合物を硬化させることにより形成されている。図１に示すように、永久磁石６は、ロータ１１の外筒部１１２の永久磁石保持面１１４に保持されたリング状の内周面６０と、ロータ１１の永久磁石保持面１１４に背向するリング状の外周面６１と、ロータ１１のフランジ部１１３の外縁部１１３ｅに対面して保持されるリング状の第１端面６２と、第１端面６２に背向すると共に外気に触れるリング状の第２端面６３とをもつ。内周面６０、外周面６１、第１端面６２、第２端面６３は軸芯Ｐの回りを１周している。このように永久磁石６の内周面６０と第１軸端面６２とは、ロータ１１により拘束されて固定されている。永久磁石６は、内周側及び外周側にそれぞれ異なる磁極を有する。具体的に、永久磁石６の内周側の磁極はＳ極とされていると共に、永久磁石６の外周側の磁極はＮ極とされている。即ち、永久磁石６の内周側の全面はＳ極とされていると共に、永久磁石６の外周側の全面はＮ極とされている。
【００２３】
図１に示すように、動力伝達部材３は、円盤形状をなすアーマチャ４と、アーマチャ４に係合する動力伝達ギヤ５とを備えている。アーマチャ４及びロータ５はシャフト１と同軸的に配置されている。アーマチャ４は、ロータ１１と対面する平坦状の被吸着面４０をもつ。アーマチャ４の被吸着面４０は、回転体１のロータ１１のフランジ部１１３の吸着面１１７に吸着可能とされている。アーマチャ４のうちロータ１１と背向する背向面４３には、凹状の被係合部４１が複数個形成されている。アーマチャ４は、透磁性をもつ金属材料（具体的に鉄系材料）で形成されている。
【００２４】
図１に示すように、動力伝達ギヤ５のうちアーマチャ４に対向する対向面５０には、凸状をなす係合部５１が複数個間隔を隔てて形成されている。動力伝達ギヤ５の係合部５１は、アーマチャ４の凹状の被係合部４１にそれぞれ係合する。この結果、アーマチャ４が回転すると、動力伝達ギヤ５が一体回転する。
【００２５】
図１に示すように、動力伝達ギヤ５は円盤形状をなしており、その外周部に複数個の歯部５２を備えている。動力伝達ギヤ５は樹脂を基材として形成されている。従って動力伝達ギヤ５は、樹脂のみで形成されていても良いし、あるいは、繊維強化樹脂で形成されていても良い。
【００２６】
図１に示すように、ロータ１１に対面するように励磁コイル２がロータ１１に付設されている。励磁コイル２は、フィールドコア７の凹部７ｐにボビン２０（材質：樹脂）と共に収容されている。フィールドコア７はシャフト１０と同軸的に設けられており、透磁性をもつ金属材料（具体的に鉄系材料）で形成されている。図１に示すように、フィールドコア７は、内筒部７０と、外筒部７１と、内筒部７０及び外筒部７１を繋ぐ底部７２とをもつ。フィールドコア７の内周面とシャフト１０の外周面との間には、リング状の軸受７３が設けられている。従ってシャフト１０がロータ１１と共に回転するとき、フィールドコア７及び励磁コイル２は連れ回転しないようにされている。従ってシャフト１０及びロータ１１が軸芯Ｐの回りで回転したとしても、励磁コイル２に給電する給電線は、軸芯Ｐのまわりで回転しないようにされている。図１において、１００はフィールドコア７の内筒部７０ととロータ１１の内筒部１１０との間の隙間であり、１１０はフィールドコア７の外筒部７１とロータ１１の外筒部１１２との間の隙間である。なお、フィールドコア７は図示しないハウジングに固定されている。
【００２７】
上記した電磁クラッチにおいては、励磁電流が励磁コイル２に通電されていないときには、励磁コイル２は励磁されていない。このため、励磁コイル２による磁路がロータ１１及びアーマチャ４に形成されていない。したがって、アーマチャ４の被吸着面４０はロータ１１の吸着面１１７に吸着されていない。故に、アーマチャ４の被吸着面４０とロータ１１の吸着面１１７との間における動力伝達は、切断されている。この結果、駆動モータによりシャフト１０及びロータ１１が回転するとしても、アーマチャ４を介してロータ１１と動力伝達ギヤ５とは連結されていない。この結果、動力伝達ギヤ５は回転しない。
【００２８】
これに対して、励磁電流が励磁コイル２に通電されるときには、励磁コイル２が励磁されるため、励磁コイル２による磁路がロータ１１及びアーマチャ４を透過するように形成される。この結果、アーマチャ４の被吸着面４１がロータ１１の吸着面１１７に吸着される。故に、駆動モータによりシャフト１０及びロータ１１が回転されると、アーマチャ４を介してロータ１１と動力伝達ギヤ５とは接続される。この結果、シャフト１０と共に動力伝達ギヤ５はつれ回転する。なお、励磁コイル２による磁極の方向は、軸芯Ｐの方向においてアーマチャ４側に近い側がＮ極とされ、アーマチャ４に遠さざかる側がＳ極とされる。
【００２９】
上記した電磁クラッチにおいては、ロータ１１の吸着面１１７とアーマチャ４の被吸着面４０との間における摩擦力と、ロータ１１の吸着面１１７とアーマチャ４の被吸着面４０との間における吸着力とに基づいて、電磁クラッチの限界トルクが基本的には決定される。限界トルクを越えるトルクがシャフト１０に入力されるときには、ロータ１１の吸着面１１７とアーマチャ４の被吸着面４０との間において滑りが発生し、動力伝達は切断される。故に、シャフト１０が回転するものの、動力伝達ギヤ５の回転は規制される。
【００３０】
以上説明したように本実施例によれば、図１に示すように、内周側及び外周側に磁極を有するリング状の永久磁石６が、アーマチャ４を吸着するロータ１１の外筒部１１２のリング状の永久磁石保持面１１４に設けられている。このような永久磁石６を上記位置に搭載する実施例に係る電磁クラッチは、この永久磁石６を搭載していない比較例に係る電磁クラッチよりも、アーマチャ４をロータ１１に吸着する吸着力を増加させることができる。その理由としては、上記した永久磁石６を上記位置に設けると、ロータ１１及びアーマチャ４を透過する磁路における磁束量を増加させることができるためと推察される。このようにアーマチャ４の吸着力を増加させることができれば、励磁コイル２の巻数を過剰に増加させずとも、限界トルクを向上させることができ、電磁クラッチの小型化、高性能化に有利である。
【００３１】
本実施例によれば、図２に示すように、ロータ１１のフランジ部１１３には、アーマチャ４に対面する内リング溝１１ａを形成する薄肉状の第１連結部１１ｂと、外リング溝１１ｃを形成する薄肉状の第２連結部１１ｄとが設けられている。更に、アーマチャ４には、アーマチャ４側に開口する中間リング溝１１ｅを形成する薄肉状の第３連結部１１ｆが設けられている。図２に示すように、中間リング溝１１ｅは、ロータ１１の径方向において、内リング溝１１ａとロータ１１の外リング溝１１ｃとの間に位置している。なお図２に示すように、内リング溝１１、外リング溝１１ｃ、中間リング溝１１ｅは互いに同軸的配置とされている。また、内リング溝１１ａ、外リング溝１１ｃ、中間リング溝１１ｅは空気に触れており、磁気抵抗が高くなっている。換言すると、上記した第１連結部１１ｂ及び第２連結部１１ｄは厚みが薄いため、磁気抵抗が高くなり、磁束の透過が制限され、磁束案内作用を期待できる。
【００３２】
更に図２に示すように、ロータ１１のフランジ部１１３には、内リング溝１１ａに対向する第２内リング溝１１ｒが同軸的に形成されている。更にロータ１１のフランジ部１１３には、外リング溝１１ｃに対向する第２外リング溝１１ｓが同軸的に形成されている。
【００３３】
本実施例によれば、上記した内リング溝１１、外リング溝１１ｃ、中間リング溝１１ｅが設けられていないときには、ロータ１１を透過する磁束は、アーマチャ４の表層を透過する率が低くなる。故にアーマチャ４をロータ１１に吸着させる吸着力の向上には好ましくない。
【００３４】
これに対して、上記した内リング溝１１ａ、外リング溝１１ｃ、中間リング溝１１ｅが形成されていると、当該溝１１ａ、１１ｃ、１１ｅの磁気抵抗が高くなり、磁束案内作用を期待できる。このため、図２から理解できるように、ロータ１１の吸着面１１７とアーマチャ４の被吸着面４０との境界を介して、ロータ１１からの磁束をアーマチャ４の肉厚の内部に透過させるのに有利である。また、ロータ１１の吸着面１１７とアーマチャ４の被吸着面４０との境界を介して、アーマチャ４からの磁束を、ロータ１１の肉厚の内部に透過させるのに有利である。これによりロータ１１の吸着面１１７とアーマチャ４の被吸着面４０との吸着力の増加に有利である。この場合、励磁コイル２の巻線の数を過剰にせずとも良く、電磁クラッチの小型化に有利である。
【００３５】
（試験結果）
図２及び図３は、実施例１に係る電磁クラッチについて、解析モデルを用いてＦＥＭ磁場解析した試験結果を示す。この解析モデルによれば、寸法関係は実機品を考慮して設定されている。すなわち、図２において永久磁石６の外径Ｄ１は７２ミリメートル、ロータ１１の永久磁石６を保持する永久磁石保持面１１４の外径Ｄ２は６４．８ミリメートル、ロータ１１の内筒部１１０の肉厚Ｔ１は４．０ミリメートル、ロータ１１の外筒部１１２の肉厚Ｔ２は２．４ミリメートル、ロータ１１のフランジ部１１３の外周部の肉厚Ｔ３は１．６ミリメートル、ロータ１１のフランジ部１１３からのリング突部１１５までの高さＨ１は１．６ミリメートル、アーマチャ４の外径Ｄ３は６５ミリメートル、アーマチャ４の肉厚Ｔ４は３．７２ミリメートル、フィールドコア７の内筒部７０の肉厚Ｔ５は４．１ミリメートル、フィールドコア７の外筒部７１の肉厚Ｔ６は２．８ミリメートル、フィールドコア７の底部７２の肉厚Ｔ７は２．６ミリメートル、永久磁石６の長さＬ１は８．６ミリメートルとして設定されている。なお外径とは直径を意味する。
【００３６】
この解析モデルにおいても、リング状の永久磁石６は内周側及び外周側に磁極を有する。すなわち、リング状の永久磁石６の内周側の磁極はＳ極とされ、永久磁石６の外周側の磁極はＮ極とされている。上記した実施例について、磁路の概略的経路を図２に矢印として示す。比較例に係る電磁クラッチについても、同様に解析した。比較例では、上記した寸法関係及び上記した材質として行った。但し、比較例では永久磁石６が取り付けられていない。
【００３７】
図３は実施例１と比較例との試験結果を示す。図３の横軸は励磁電流の電流値を示し、縦軸はアーマチャ４をロータ１１に吸着させる吸着力を示す。図３において『磁石なし』は比較例を意味し、『ラジアル異方性着磁』は実施例を意味する。図３に示すように、上記した磁極を有する永久磁石６を上記位置に搭載する実施例は、永久磁石６を搭載していない比較例よりも、アーマチャ４をロータ１１に吸着する吸着力が増加している。このように励磁電流を励磁コイル２に通電したときにおいて、アーマチャ４をロータ１１に吸着させる吸着力を増加させることができれば、励磁コイル２の巻数を過剰に増加させずとも、限界トルクを向上させることができる。故に電磁クラッチの小型化に有利である。なお、上記した試験結果によれば、永久磁石６の保磁力としては１４０〜６００ＫＡ／ｍ、１８０〜４３０ＫＡ／ｍが好ましいものであった。
【実施例２】
【００３８】
図４〜図６は本発明の実施例２を示す。実施例２は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例１と相違する部分を中心として説明する。本実施例によれば、アーマチャ４のうちロータ１１の吸着面１１７に背向する平坦な背向面４３が形成されている。そして背向面４３に設けられている平坦な永久磁石保持面４９には、永久磁石６Ｂが接着剤等により保持されている。この永久磁石６Ｂはアーマチャ４及びロータ１１と同軸的に配置にされた薄肉のリング形状をなしており、永久磁石６Ｂは内周側及び外周側にそれぞれ異なる磁極を有する。具体的に、永久磁石６Ｂの内周側の磁極はＳ極とされ、永久磁石６Ｂの外周側の磁極はＮ極とされている。
【００３９】
本実施例においても、図５に示すように、ロータ１１のフランジ部１１３には、内リング溝１１ａを形成する薄肉状の第１連結部１１ｂと、外リング溝１１ｃを形成する薄肉状の第２連結部１１ｄとが設けられている。更に、アーマチャ４には、ロータ１１の外リング溝１１ｃと内リング溝１１ａとの間において、ロータ１１に対面する中間リング溝１１ｅを形成する薄肉状の第３連結部１１ｆが設けられている。
【００４０】
内リング溝１１ａ、外リング溝１１ｃ、中間リング溝１１ｅが設けられていないときには、ロータ１１を透過する磁束はアーマチャ４の表層を透過する率が低くなり、アーマチャ４をロータ１１に吸着させる吸着力の向上には好ましくない。上記したように内リング溝１１ａ、外リング溝１１ｃ、中間リング溝１１ｅが形成されていると、実施例１で述べたように、ロータ１１からの磁束をアーマチャ４の肉厚の内部に透過させるのに有利であり、ロータ１１とアーマチャ４との吸着力を増大できる。
【００４１】
図４に示すように、永久磁石６Ｂは、シャフト１０の軸芯Ｐを１周する連続しており、回転体１とほぼ同軸的なリング状をなすように配置されている。このように永久磁石６Ｂを搭載する実施例に係る電磁クラッチは、永久磁石６Ｂを搭載していない比較例に係る電磁クラッチよりも、アーマチャ４をロータ１１に吸着する吸着力を増加させることができる。その理由としては、ロータ１１及びアーマチャ４を透過する磁路における磁束量を増加させることができるためと推察される。上記したようにアーマチャ４を吸着させる吸着力を増加させることができれば、励磁コイル２の巻数を過剰に増加させずとも、限界トルクを向上させることができる。この場合、電磁クラッチの小型化、高性能化に有利である。
【００４２】
上記した電磁クラッチにおいては、励磁電流が励磁コイル２に通電されていないときには、励磁コイル２が励磁されていない。このため、励磁コイル２による磁路がロータ１１及びアーマチャ４に形成されていない。したがって、アーマチャ４の被吸着面４０がロータ１１の吸着面１１７に吸着されていない。故に、アーマチャ４の被吸着面４０とロータ１１の吸着面１１７との間における動力伝達は、切断されている。この結果、駆動モータによりシャフト１０及びロータ１１が回転していたとしても、アーマチャ４を介してロータ１１と動力伝達ギヤ５とは連結されていない。この結果、動力伝達ギヤ５は回転しない。
【００４３】
これに対して、励磁電流が励磁コイル２に通電されるときには、励磁コイル２が励磁されるため、励磁コイル２による磁路がロータ１１及びアーマチャ４に形成される。この結果、アーマチャ４の被吸着面４１がロータ１１の吸着面１１７に吸着される。故に、駆動モータによりシャフト１０及びロータ１１が回転されると、アーマチャ４を介してロータ１１と動力伝達ギヤ５とは接続される。この結果、シャフト１０と共に動力伝達ギヤ５はつれ回転する。なお、励磁コイル２による磁極の方向は、軸芯Ｐの方向においてアーマチャ４側に近い側がＮ極とされ、アーマチャ４に遠さざかる側がＳ極とされる。
【００４４】
（解析結果）
図５及び図６は、実施例２に係る電磁クラッチについて、解析モデルを用いてＦＥＭ磁場解析した試験結果を示す。この解析モデルにおいても、寸法関係は実機品を考慮して設定されている。すなわち、基本的には実施例１に係る解析モデルの寸法関係と同様であり、図５において永久磁石６Ｂの外径Ｄ５は６５．５ミリメートル、永久磁石６Ｂの内径Ｄ６は４８ミリメートル、厚みＴ９は１ミリメートルを示す。この解析モデルにおいても、永久磁石６Ｂは内周側及び外周側にそれぞれ異なる磁極を有する。すなわち、永久磁石６Ｂの内周側の磁極はＳ極とされ、永久磁石６Ｂの外周側の磁極はＮ極とされている。アーマチャ４及びロータ１１における磁路の概略的経路を、図５に矢印として示す。比較例に係る電磁クラッチについても同様に解析した。比較例では、上記した寸法関係及び上記した材質として行った。但し比較例では永久磁石６Ｂが取り付けられていない。
【００４５】
図６は実施例と比較例との試験結果を示す。図６の横軸は励磁電流の電流値を示し、縦軸はアーマチャ４をロータ１１に吸着させる吸着力を示す。図６において『磁石なし』は比較例を意味し、『磁石あり』は実施例を意味する。図６に示すように、永久磁石６Ｂを搭載する実施例は、永久磁石６を搭載していない比較例よりもアーマチャ４をロータ１１に吸着する吸着力が増加していた。このようにアーマチャ４をロータ１１に吸着させる吸着力を増加させることができれば、励磁コイル２の巻数を過剰に増加させずとも、限界トルクを向上させることができる。この場合、電磁クラッチの小型化、高性能化に有利である。
【００４６】
（他の実施例）
上記した実施例１及び実施例２によれば、動力伝達ギヤ５のうち、アーマチャ４に対向する対向面５０には、アーマチャ４の被係合部４１に係合する凸状をなす係合部５１が形成されているが、これに限らず、凹凸関係は逆としても良い。上記した実施例１及び実施例２によれば、永久磁石６の内周側の磁極はＳ極とされ、永久磁石６の外周側の磁極はＮ極とされているが、逆の関係の磁極としても良い。但し励磁コイル２への通電方向を考慮する必要がある。
【００４７】
上記した実施例１及び実施例２によれば、内リング溝１１ａ、外リング溝１１ｃ、中間リング溝１１ｅ、第２内リング溝１１ｒ、第２外リング溝１１ｓには空気が侵入するが、当該溝１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｒ、１１ｓについては、ロータ１１における磁路を構成する材料よりも磁気抵抗が高い材料（例えば樹脂等）で埋めることにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１に係り、電磁クラッチの断面図である。
【図２】実施例１に係り、電磁クラッチの半分を示す拡大断面図である。
【図３】実施例１に係る電磁クラッチと比較例に係る電磁クラッチとについて、励磁コイルに通電する電流と吸着力との関係を示すグラフである。
【図４】実施例２に係り、電磁クラッチの断面図である。
【図５】実施例２に係り、電磁クラッチの半分を示す拡大断面図である。
【図６】実施例２に係る電磁クラッチと比較例に係る電磁クラッチとについて、励磁コイルに通電する電流と吸着力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１は回転体、１０はシャフト、１１４は永久磁石保持面、１１７は吸着面、２は励磁コイル、３は動力伝達部材、４はアーマチャ、４０は被吸着面、４１は被係合部、５は動力伝達ギヤ、５０は対向面、５１は被係合部、６は永久磁石、６０は内周面、６１は外周面を示す。
【図１】
2006097738.tif 000003
【図２】
2006097738.tif 000004
【図３】
2006097738.tif 000005
【図４】
2006097738.tif 000006
【図５】
2006097738.tif 000007
【図６】
2006097738.tif 000008