(57)【要約】【課題】本発明は、電磁コイルを保持するヨークの軸方向寸法を小型化した電磁クラッチを提供する。【解決手段】電磁クラッチ１は、磁力を発生させる環状の電磁コイル４と、電磁コイル４の軸方向に開口する環状凹所５ａを有し、環状凹所５ａに電磁コイル４を保持するヨーク５と、電磁コイル４の磁力によりヨーク５に向かって軸方向移動するアーマチュア２０と、ヨーク５のアーマチュア２０との対向面側に固定され、環状凹所５ａの開口部の少なくとも一部を覆って電磁コイル４を抜け止めする抜け止め部３３、及びアーマチュア２０と摺動する摺動面３１ａ，３２ａが形成された外周側摺動部３１及び内周側摺動部３２を有する摺動部材３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁力を発生させる環状の電磁コイルと、
前記電磁コイルの軸方向に開口する環状凹所を有し、前記環状凹所に前記電磁コイルを保持するヨークと、
前記電磁コイルの磁力により前記ヨークに向かって軸方向移動するアーマチュアと、
前記ヨークの前記アーマチュアとの対向面側に固定され、前記環状凹所の開口部の少なくとも一部を覆って前記電磁コイルを抜け止めする抜け止め部、及び前記アーマチュアと摺動する摺動面が形成された摺動部を有する摺動部材と
を備えた電磁クラッチ。
【請求項２】
前記摺動部材は、少なくとも前記摺動面に、前記ヨークの前記アーマチュア側の側面よりも耐磨耗性に優れた表面処理が施されている請求項１に記載の電磁クラッチ。
【請求項３】
前記摺動部材は、前記摺動部が前記環状凹所の外周側に設けられた外周側摺動部と前記環状凹所の内周側に設けられた内周側摺動部とを有し、前記抜け止め部が前記外周側摺動部と内周側摺動部とを一体に連結して構成されている請求項１又は２に記載の電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁コイルと、電磁コイルを保持するヨークハウジングと、電磁コイルへの通電によりヨーク側に吸引されるアーマチュアとを備えた電磁クラッチが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の電磁クラッチは、非回転体に固定されたヨークハウジングとアーマチュアとの間にクラッチ機構を有し、このクラッチ機構は非回転体とその内周側に配置された回転体とを連結可能に構成されている。ヨークに保持された電磁コイルに通電されるとアーマチュアがヨーク側に引き寄せられ、クラッチ機構を押圧する。そして、回転体が非回転体に対して回り止めされる。
【０００４】
このヨークハウジングは、電磁コイルを収容する収容部を境界として軸方向に分割された二つの分割ハウジングからなり、それぞれの分割ハウジングは径方向に張り出したフランジ部を有する断面Ｌ字状に形成されている。そして、これら分割ハウジングを軸方向に組み合わせることで形成される空間に電磁コイルが離脱不能に保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４５６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このヨークハウジングでは電磁コイルの軸方向の抜け止めを両分割ハウジングのフランジ部により行っているため、電磁コイルの両側にフランジ部が配置されることとなり、軸方向の寸法が大きくなってしまう。そのため、電磁クラッチが適用される装置に設計的な制約が生じていた。
【０００７】
そこで、本発明は、電磁コイルを保持するヨークの軸方向寸法を小型化した電磁クラッチの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の電磁クラッチは、磁力を発生させる環状の電磁コイルと、前記電磁コイルの軸方向に開口する環状凹所を有し、前記環状凹所に前記電磁コイルを保持するヨークと、前記電磁コイルの磁力により前記ヨークに向かって軸方向移動するアーマチュアと、前記ヨークの前記アーマチュアとの対向面側に固定され、前記環状凹所の開口部の少なくとも一部を覆って前記電磁コイルを抜け止めする抜け止め部、及び前記アーマチュアと摺動する摺動面が形成された摺動部を有する摺動部材とを備える。
【０００９】
この構成によれば、アーマチュアと摺動する摺動部材によって電磁コイルが抜け止めされる。
【００１０】
また、前記摺動部材は、少なくとも前記摺動面に、前記ヨークの前記アーマチュア側の側面よりも耐磨耗性に優れた表面処理を施すとよい。この構成によれば、耐久性が向上する。
【００１１】
また、前記摺動部材は、前記摺動部が前記環状凹所の外周側に設けられた外周側摺動部と前記環状凹所の内周側に設けられた内周側摺動部とを有し、前記抜け止め部が前記外周側摺動部と内周側摺動部とを一体に連結して構成するとよい。この構成によれば、環状凹所の外周側と内周側でアーマチュアが摩擦摺動する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電磁コイルを保持するヨークの軸方向寸法を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る電磁クラッチの構成を示し、（ａ）は電磁クラッチの断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る摺動部材を示す正面図。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る電磁クラッチの動作を示し、（ａ）は電磁クラッチの断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施の形態］
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電磁クラッチ及びその周辺部の概略構成を示す全体図である。この電磁クラッチ１は、回転部材としてのシャフト７を非回転部材であるケーシング６に対して回り止めするためのブレーキ装置として機能し、例えば遊星歯車機構によるトルク伝達の経路を切り替えるため等に用いられる。
【００１５】
電磁クラッチ１は、シャフト７の外周に配置されたカム機構２と、カム機構２を作動させるための電磁コイル４と、電磁コイル４を保持するヨーク５と、ヨーク５のカム機構２側の側面に固定された摺動部材３とを有して構成されている。
【００１６】
カム機構２は、環状のアーマチュア２０と、アーマチュア２０に軸方向に対向する環状のカム部材２１と、アーマチュア２０及びカム部材２１の間に配置された球状のカムフォロア２２とから構成されている。
【００１７】
カム部材２１は、アーマチュア２０との対向面にカム溝２１ａを有し、シャフト７に相対回転不能に連結され、かつスナップリング７１によりシャフト７の回転軸線Ｏに沿った軸方向の移動が規制されている。
【００１８】
アーマチュア２０は、炭素鋼等の磁性材料からなり、内周側のカム部２０１と、カム部２０１の外周側に一体に形成された摩擦部２０２とを有し、カム部材２１に対して相対回転可能かつ軸方向移動可能にシャフト７に外嵌されている。カム部２０１には、カム部材２１のカム溝２１ａに対向する部位にカム溝２０ａが形成されている。摩擦部２０２には、カム溝２０ａが形成された側面とは反対側の側面に、後述する摺動部材３と摩擦摺動する摺動面２０ｂが形成されている。
【００１９】
図１（ｂ）は、カム機構２の動作を説明するために示す図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。アーマチュア２０のカム溝２０ａ及びカム部材２１のカム溝２１ａは周方向に延び、その中央部における軸方向の深さが最も深く、周方向の端部に向かうにつれて浅くなるように形成されている。カムフォロア２２は、アーマチュア２０とカム部材２１との相対回転に伴ってカム溝２１ａとカム溝２０ａとの間を転動することで、カム部材２１に対してアーマチュア２０とを軸方向に離間させる方向のカム力を発生させる。アーマチュア２０は、カム溝２０ａ及びカム溝２１ａをカムフォロア２２が転動する範囲においてカム部材２１との相対回転が可能である。
【００２０】
電磁コイル４は、樹脂等の非磁性体からなる環状のボビン４１に巻線４２が巻き回されて構成され、巻線４２には図略の配線により電流が供給される。
【００２１】
ヨーク５は、電磁コイル４を保持する保持部５１と、保持部５１の内周側に突出して形成された鍔部５２とが一体に形成されている。保持部５１には、軸方向の一側（アーマチュア２０側）に開口する環状凹所５ａが形成され、環状凹所５ａ内に電磁コイル４が保持されている。保持部５１は、ケーシング６にボルト６１により固定されている。
【００２２】
鍔部５２のアーマチュア２０のカム部２０１と対向する側面に接するように針状ころ軸受７２が配置され、針状ころ軸受７２とアーマチュア２０との間には、アーマチュア２０をヨーク５から離間させる方向に付勢する皿バネ７３が配置されている。
【００２３】
ケーシング６には、シャフト７の回転軸線Ｏの方向に窪んだ凹部６ａが形成され、凹部６ａに嵌合された玉軸受６２によってシャフト７の一端が回転可能に支持されている。
【００２４】
ヨーク５のアーマチュア２０との対向面側の側面には、摺動部材３が固定されている。摺動部材３は、外周側に設けられた複数の突起３０をヨーク５の外周面５ｂにかしめることにより、ヨーク５と相対回転不能かつ軸方向移動不能に固定されている。
【００２５】
図２は、摺動部材３をアーマチュア２０の側から見た正面図である。摺動部材３は、炭素鋼等の磁性材料からなる板状であり、ヨーク５の環状凹所５ａの開口部よりも外周側の側面５１ａ（図１に示す）に向かい合う環状の外周側摺動部３１と、ヨーク５の環状凹所５ａの開口部よりも内周側の側面５１ｂ（図１に示す）に向かい合う環状の内周側摺動部３２と、外周側摺動部３１と内周側摺動部３２とを連結する複数の抜け止め部３３とを一体に有している。外周側摺動部３１の外側には複数の突起３０が設けられ、これらの突起３０が屈曲されてヨーク５の外周面５ｂにかしめられる。
【００２６】
抜け止め部３３は、外周側摺動部３１と内周側摺動部３２との間に等間隔で４箇所形成されている。周方向に隣り合う２つの抜け止め部３３の間には、外周側摺動部３１と内周側摺動部３２との間での磁束の短絡を防ぐための円弧状の窓部３３ａが形成されている。
【００２７】
外周側摺動部３１のアーマチュア２０との対向面にはアーマチュア２０の摺動面２０ｂの外周側と摩擦摺動する摺動面３１ａが形成され、内周側摺動部３２のアーマチュア２０との対向面にはアーマチュア２０の摺動面２０ｂの内周側と摩擦摺動する摺動面３２ａが形成されている。摺動面３１ａ，３２ａには、例えば窒化処理や、ＤＬＣ（diamond like carbon）の成膜処理、あるいはナイトロテック（登録商標）処理等の耐摩耗性を向上させる表面処理が施されている。これにより、摺動面３１ａ，３２ａは、ヨーク５の側面５１ａ，５１ｂよりも耐摩耗性が高くなっている。
【００２８】
複数の抜け止め部３３は、ヨーク５に固定された状態で、環状凹所５ａの開口部の周方向の一部を内周側端部から外周側端部に亘って覆い、これにより環状凹所５ａから電磁コイル４が軸方向に抜け出すことを防止している。
【００２９】
（電磁クラッチ１の動作）
シャフト７が回転している状態で電磁コイル４に通電されると、図２に破線で示すように、ヨーク５，摺動部材３，及びアーマチュア２０により形成される磁路に磁束Ｍが発生し、アーマチュア２０がヨーク５の側に引き寄せられる。すると、摩擦部２０２の摺動面２０ｂが摺動部材３の摺動面３１ａ，３２ａに当接して摩擦摺動し、この摩擦摺動による摩擦力によってカム部材２１とアーマチュア２０とが相対回転し、カム機構２によるカム力が発生する。このカム力によりアーマチュア２０がより強く摺動部材３に押し付けられ、摩擦力が増大して摩擦係合し、シャフト７が回り止めされる。
【００３０】
一方、電磁コイル４への通電が遮断されると、図３（ａ）に示すように、皿バネ７３の付勢力によってアーマチュア２０が摺動部材３から離間する。すると、図３（ｂ）に示すように、カムフォロア２２がカム溝２１ａ及びカム溝２０ａの最も深い部位（中立位置）に移動してカム力が消滅する。これにより、シャフト７は、カム部材２１，カムフォロア２２，アーマチュア２０，及び皿バネ７３と共に回転可能となる。
【００３１】
（本実施の形態の効果）
以上説明した本実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００３２】
（１）ヨーク５自体には、電磁コイル４を環状凹所５ａから抜け止めするための構成が設けられておらず、電磁コイル４の抜け止めは板状の摺動部材３によって行われる。従って、ヨーク５の軸方向寸法を小型化することができ、ひいては電磁クラッチ１を小型化できる。
【００３３】
（２）電磁コイル４への通電時に発生する磁束Ｍは、磁路中にエアギャップ（空隙）を含まないので、磁路全体の磁気抵抗が小さくなる。よって、電磁コイル４の起磁力が小さくても電磁クラッチ１として機能することが可能となり、小型の電磁コイル４を適用することでヨーク５を小型化することができる。
【００３４】
（３）摺動部材３の摺動面３１ａ，３２ａには耐摩耗性を高めるための表面処理が施されているので、耐久性が向上する。仮にヨーク５の表面に同様の表面処理を行う場合には、表面処理の面積が大きくなり、かつ部材の大きさが大きくなることからコスト上昇の要因となるが、本実施の形態によれば、例えば多数の摺動部材３を軸方向に並べて固定し、これらの摺動部材３に同時に表面処理を行うことで、コストの上昇を抑えることができる。
【００３５】
（４）摺動部材３の抜け止め部３３は、外周側摺動部３１と内周側摺動部３２とを連結して一体に形成されているので、摺動部材３を例えばプレス加工によって容易に成型することができる。
【００３６】
（５）アーマチュア２０のカム部材２１に対する相対回転により発生するカム機構２のカム力によってアーマチュア２０が摺動部材３に押し付けられるので、電磁コイル４は、アーマチュア２０を摺動部材３に接触させるだけの磁力があれば電磁クラッチ１を作動させることができる。これにより、磁力のみによってアーマチュアを摩擦係合させてシャフト７を回り止めする場合に比べ、電磁コイル４及びヨーク５を小型化することができる。
【００３７】
［他の実施の形態］
以上、本発明のカム機構及び電磁クラッチを上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００３８】
（１）上記実施の形態では、カム機構２によるカム力によってアーマチュア２０をヨーク５の側に押し付けるように電磁クラッチ１を構成したが、電磁クラッチ１がカム機構２を備えず、電磁コイル４の磁力のみによってアーマチュア２０を摺動部材３と摩擦摺動させるようにしてもよい。この場合、アーマチュア２０を例えばスプライン嵌合によってシャフト７と相対回転不能かつ軸方向移動可能とすることで、シャフト７の回り止めを行える。
【００３９】
（２）上記実施の形態では、摺動部材３が外周側摺動部３１と内周側摺動部３２とを有する場合について説明したが、この何れか一方のみを有するように摺動部材３を構成してもよい。例えば、外周側摺動部３１のみを有するようにした場合には、抜け止め部３３は環状凹所５ａの径方向の全体ではなく、少なくとも一部を覆うことで、電磁コイル４の抜け止めを行うことができる。
【００４０】
（３）摺動部材３は必ずしも磁性材料である必要はなく、非磁性体であってもよい。また、耐久性に問題がなければ耐摩耗性を高めるための表面処理を行わなくてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…電磁クラッチ、２…カム機構、３…摺動部材、４…電磁コイル、５…ヨーク、５ａ…環状凹所、５ｂ…外周面、６…ケーシング、６ａ…凹部、７…シャフト、２０…アーマチュア、２０ａ…カム溝、２０ｂ…摺動面、２１…カム部材、２１ａ…カム溝、２２…カムフォロア、３０…突起、３１…外周側摺動部、３１ａ，３２ａ…摺動面、３２…内周側摺動部、３３…抜け止め部、３３ａ…窓部、４１…ボビン、４２…巻線、５１…保持部、５１ａ，５１ｂ…側面、５２…鍔部、６１…ボルト、６２…玉軸受、７１…スナップリング、７２…針状ころ軸受、７３…皿バネ、２０１…カム部、２０２…摩擦部、Ｍ…磁束、Ｏ…回転軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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