(57)【要約】【課題】配置スペースが軸方向に限られ、かつ中容量の伝達容量が要求される使用状況に好適なクラッチユニットを提供する。【解決手段】クラッチユニット１のクラッチ機構を電磁クラッチのみで構成する。電磁クラッチは、第一軸２０側のロータ４０の外径面４１に対し、第二軸３０によって保持されたアーマチュア５０の内径面５１を径方向に対向する位置とし、ロータ４０の外径面４１に対して径方向の第一軸２０側からアーマチュア５０の内径面５１をロータ４０の外径面４１に吸着させるように電磁石７０を配置する。これにより、部品点数を抑えてクラッチユニット１の低コスト化を図ると共にクラッチユニット１を軸方向に短くし、電磁クラッチの伝達容量の中容量化を実現する。【選択図】図１
2019120343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一軸（２０）と、前記第一軸（２０）と同一軸線上に配置された第二軸（３０）と、前記第一軸（２０）と前記第二軸（３０）間における回転の伝達と遮断を行うクラッチ機構とを備えるクラッチユニットにおいて、
前記クラッチ機構が、前記第一軸（２０）と一体に回転可能に配置されたロータ（４０）と、前記第二軸（３０）によって前記ロータ（４０）を取り囲む位置に保持されたアーマチュア（５０）と、前記アーマチュア（５０）を前記ロータ（４０）から離反する方へ付勢する離反ばね（６１，６２）と、前記離反ばね（６１，６２）に抗して前記アーマチュア（５０）を前記ロータ（４０）に吸着可能な電磁石（７０）とを有する電磁クラッチからなり、
前記アーマチュア（５０）が、前記ロータ（４０）の外径面（４１）と径方向に対向する位置に内径面（５１）を有し、
前記電磁石（７０）が、前記ロータ（４０）の前記外径面（４１）に対して径方向の前記第一軸（２０）側から前記アーマチュア（５０）の前記内径面（５１）を当該ロータ（４０）の外径面（４１）に吸着させるように配置されていることを特徴とするクラッチユニット。
【請求項２】
前記離反ばね（６１，６２）が、前記第二軸（３０）と前記アーマチュア（５０）との間にだけ介在するように当該第二軸（３０）によって保持されている請求項１に記載のクラッチユニット。
【請求項３】
前記第二軸（３０）が、前記ロータ（４０）の前記外径面（４１）と径方向に対向する位置にスリットを形成しかつ前記アーマチュア（５０）を前記離反ばね（６１，６２）と共に軸方向及び径方向に挟む格納部（３３）を有する請求項２に記載のクラッチユニット。
【請求項４】
前記クラッチ機構が、前記第二軸（３０）によって同一円周上に並ぶように保持された複数の前記アーマチュア（５０）を有し、
前記ロータ（４０）が、円筒状の前記外径面（４１）を有し、
前記アーマチュア（５０）の前記内径面（５１）が、前記ロータ（４０）の前記外径面（４１）に周方向に沿う円弧状になっている請求項１から３のいずれか１項に記載のクラッチユニット。
【請求項５】
周方向に隣り合う前記アーマチュア（５０）同士の間に弾性部材（９０）が配置されている請求項４に記載のクラッチユニット。
【請求項６】
前記ロータ（４０）の前記外径面（４１）及び前記アーマチュア（５０）の前記内径面（５１）の夫々における算術平均粗さＲａが、３．２以上１２．５以下である請求項１から５のいずれか１項に記載のクラッチユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、他装置の動力伝達系統に組み込んで使用されるクラッチユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
他装置の入力軸と出力軸間に組み込むクラッチユニットとして、第一軸と、第一軸と同一軸線上に配置された第二軸と、第一軸と第二軸間における回転の伝達と遮断を行うクラッチ機構とを備えるものがある。この種のクラッチユニットを使用する場合、入力軸と出力軸間で伝達される動力に耐え得る伝達容量のクラッチユニットが選ばれる。そして、その第一軸を他装置の入力軸と出力軸の一方に接続し、その第二軸を入力軸と出力軸の他方に接続することによってクラッチユニットが他装置の軸系に組み込まれる。
【０００３】
従来、ローラクラッチと電磁クラッチとが組み合わされたクラッチ機構を備え、電磁クラッチの通電のＯＮ／ＯＦＦ切り替えによってローラクラッチによる回転の伝達と遮断が制御されるように構成されたクラッチユニットがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１のクラッチユニットでは、ローラクラッチが、第一軸と第二軸間に組込まれた保持器と、その保持器に保持され、第一軸に対する保持器の相対回転により第一軸と第二軸の対向面間に噛み込んで両軸に係合するローラと、第一軸に対する保持器の相対回転により弾性変形し、その復元弾性によってローラが係合解除される中立位置に保持器を復帰回転させるスイッチばねとを有する。電磁クラッチが、第一軸にスライド自在に嵌合され、かつ保持器に対して回り止めされたアーマチュアと、第二軸に回り止めされてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向し、ロータにアーマチュアを吸着させる電磁石と、ロータから離反する方向にアーマチュアを押圧する離反ばねとを有する。電磁石のコイルに対する通電により、ロータにアーマチュアが吸着させられると、その吸着面に作用する摩擦抵抗により、保持器が第一軸に対して相対回転し、ローラが両軸に係合して、第一軸の回転がローラを介して第二軸に伝達される。その通電を解除すると、スイッチばねのばね力により保持器が中立位置に戻されて、ローラの係合が解除され、第一軸が空転する。
【０００５】
特許文献１のクラッチユニットは、ローラクラッチを有するクラッチ機構を採用したものなので、動力の伝達容量に優れており、大容量（１００Ｎ・ｍ以上）を要する他装置に使用することが可能なものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４７７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、要求される伝達容量がローラクラッチを必要とする程の大容量でない場合、軸方向に小さな配置スペースへ組み込むような使用状況の場合、特許文献１のクラッチユニットは、コスト面や配置スペースの点で不利である。すなわち、ローラクラッチと電磁クラッチが組み合わされた複雑なクラッチ機構を備えるので、部品点数が多く、過剰にコスト高なものとなる。また、ローラクラッチと電磁クラッチが軸方向に並ぶ配置となるので、配置スペースが軸方向に過剰に大きいものとなる。
【０００８】
一方、特許文献１のクラッチ機構からローラクラッチを省略すれば、部品点数や配置スペースを抑えることは可能である。しかしながら、特許文献１に採用されている電磁クラッチは、ローラクラッチを制御するためのものであり、動力伝達を担うことを主目的としたものでない。その電磁クラッチは、電磁石がアーマチュアのディスク部を軸方向にロータのディスク部へ吸引する摩擦接触式のものであって、小容量のものである。この電磁クラッチのみでクラッチ機構を構成すると、クラッチユニットの伝達容量が大きく減少する。このようなクラッチユニットでは、配置スペースが軸方向に限られ、かつもう少し大きな中容量の伝達容量が要求される使用状況に対応することができない。
【０００９】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、配置スペースが軸方向に限られ、かつ中容量の伝達容量が要求される使用状況に好適なクラッチユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を達成するため、この発明は、第一軸と、前記第一軸と同一軸線上に配置された第二軸と、前記第一軸と前記第二軸間における回転の伝達と遮断を行うクラッチ機構とを備えるクラッチユニットにおいて、前記クラッチ機構が、前記第一軸と一体に回転可能に配置されたロータと、前記第二軸によって前記ロータを取り囲む位置に保持されたアーマチュアと、前記アーマチュアを前記ロータから離反する方へ付勢する離反ばねと、前記離反ばねに抗して前記アーマチュアを前記ロータに吸着可能な電磁石とを有する電磁クラッチからなり、前記アーマチュアが、前記ロータの外径面と径方向に対向する位置に内径面を有し、前記電磁石が、前記ロータの前記外径面に対して径方向の前記第一軸側から前記アーマチュアの前記内径面を当該ロータの外径面に吸着させるように配置されている構成を採用した。
【００１１】
上記構成によれば、ローラクラッチをもたず、電磁クラッチからなるクラッチ機構を採用しているので、クラッチユニットの部品点数を抑えると共に、クラッチユニットを軸方向に短くすることができる。また、その電磁クラッチのアーマチュアが第二軸によってロータを取り囲む位置に保持され、かつロータの外径面と径方向に対向する内径面を有し、電磁石がロータの外径面に対して径方向の第一軸側に配置されていることにより、この配置スペースを利用してロータの円筒状の外径面の径寸及び軸方向長さを十分に確保し、このロータの外径面にアーマチュアの内径面を吸着させることが可能となる。このため、第一軸と第二軸の軸線（回転中心）からの距離が大きい位置でロータの外径面とアーマチュアの内径面を大きく摩擦接触させてトルク伝達を行い、電磁クラッチの中容量化を実現することができる。
【００１２】
前記離反ばねが、前記第二軸と前記アーマチュアとの間にだけ介在するように当該第二軸によって保持されていることが好ましい。このようにすると、第一軸と第二軸の相対回転時に離反ばねが擦られて摩耗しないため、離反ばねの破損を防止することができる。
【００１３】
例えば、前記第二軸が、前記ロータの前記外径面と径方向に対向する位置にスリットを形成しかつ前記アーマチュアを前記離反ばねと共に軸方向及び径方向に挟む格納部を有すればよい。このようにすると、アーマチュア及び離反ばねを格納部で保持しつつ、スリットを通してアーマチュアの内径面とロータの外径面の対向配置を可能とし、またアーマチュアと第二軸間のみに介在するように離反ばねを配置することができる。
【００１４】
例えば、前記クラッチ機構が、前記第二軸によって同一円周上に並ぶように保持された複数の前記アーマチュアを有し、前記ロータが、円筒状の前記外径面を有し、前記アーマチュアの前記内径面が、前記ロータの前記外径面に周方向に沿う円弧状になっているとよい。このようにすると、同一円周上に保持された各アーマチュアの内径面を、電磁石で一斉に径方向に吸引し、ロータの外径面に周方向に沿って吸着させることが可能となる。このため、ロータの外径面の略全周をトルクの伝達に活用して伝達容量を大きくすることが可能でありながら、良好なクラッチ機構の応答性を実現することができる。
【００１５】
より好ましくは、周方向に隣り合う前記アーマチュア同士の間に弾性部材が配置されているとよい。このようにすると、アーマチュア同士の接触を弾性部材で防止することができ、ひいては、アーマチュアの破損や接触音の防止を図ることができる。
【００１６】
前記ロータの前記外径面及び前記アーマチュアの前記内径面の夫々における算術平均粗さＲａが、３．２以上１２．５以下であることが好ましい。ここで、算出平均粗さＲａは、日本工業規格のＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３において規定された算術平均粗さＲａのことをいう。ロータの外径面とアーマチュアの内径面のＲａ（μｍ）の値が３．２未満であると、これら両面の接触時の摩擦力を十分に得ることが困難となるので、伝達容量を大きくするには３．２以上にすることが好ましい。ロータの外径面とアーマチュアの内径面のＲａ（μｍ）の値が１２．５を超えると、これら両面の接触時に粗大な摩耗粉が発生して故障を招く懸念があるので、１２．５以下にすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
上述のように、この発明は、上記構成の採用により、クラッチ機構の部品点数を抑えてクラッチユニットの低コスト化を図ると共にクラッチユニットを軸方向に短くし、電磁クラッチの伝達容量の中容量化を実現することが可能なため、配置スペースが軸方向に限られ、かつ中容量の伝達容量が要求される使用状況に好適なクラッチユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施形態に係るクラッチユニットを示す断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図
【図３】図１のアーマチュア付近を示す拡大図
【図４】図１のロータに形成されたエアギャップを示す斜視図
【図５】図４と異なるエアギャップ例を示す斜視図
【図６】図１の状態からアーマチュアをロータに接触させた状態を示す断面図
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に、この発明の一例としての実施形態にかかるクラッチユニット１を示す。このクラッチユニット１は、ハウジング１０と、第一軸２０と、第一軸２０と同一軸線上に配置された第二軸３０と、第一軸２０と第二軸３０間における回転の伝達と遮断を行うクラッチ機構とを備える。このクラッチ機構は、第一軸２０と一体に回転可能に配置されたロータ４０と、第二軸３０によってロータ４０を取り囲む位置に保持された複数のアーマチュア５０と、アーマチュア５０をロータ４０から離反する方へ付勢する離反ばね６１，６２と、離反ばね６１，６２に抗して各アーマチュア５０をロータ４０に吸着可能な電磁石７０とを有する電磁クラッチからなる。このクラッチ機構は、ハウジング１０に収容されている。
【００２０】
ここで、軸方向とは、第一軸２０と第二軸３０の軸線（回転中心線）に沿った方向のことをいう。以下、その軸方向に直交する方向を「径方向」といい、その軸線回りの円周方向を「周方向」という。
【００２１】
ハウジング１０は、軸方向の両側に開口部１１，１２を有し、これら開口部１１，１２間において軸方向に貫通する筒状になっている。これら開口部１１，１２は、第一軸２０，第二軸３０を他装置の動力伝達系統（図示省略）と接続できるように配置するためのものである。
【００２２】
第一軸２０と第二軸３０は、それぞれ軸線回りのトルクを伝達する軸である。第一軸２０と第二軸３０は、ハウジング１０の開口部１１、１２間を通る同一軸線上に配置されている。第一軸２０の外周とハウジング１０の内周との間に転がり軸受８１が配置されている。転がり軸受８１は、第一軸２０をハウジング１０に対して回転自在に支持する。第二軸３０の外周とハウジング１０の内周との間に転がり軸受８２が配置されている。転がり軸受８２は、第二軸３０をハウジング１０に対して回転自在に支持する。
【００２３】
第一軸２０と第二軸３０は、それぞれ他装置の動力伝達系統の構成要素である回転軸（図示省略）と接続可能な連結部２１，３１を有する。連結部２１，３１としては、例えば、セレーション嵌合部、スプライン嵌合部、歯車等が挙げられる。連結部２１，３１は、ハウジング１０の外部に配置する場合を例示したが、ハウジングの内部に配置してもよい。
【００２４】
第一軸２０と第二軸３０の一方は、前述の動力伝達系統の入力側の回転軸（図示省略）と接続され、第一軸２０と第二軸３０の他方は、前述の動力伝達系統の出力側の回転軸（図示省略）と接続される。その他装置としては、例えば、自動車に補機として搭載される圧縮機が挙げられる。
【００２５】
ロータ４０は、第一軸２０側のトルク伝達経路を構成する要素であって、電磁石７０に吸引されたアーマチュア５０と摩擦接触させられる回転部である。ロータ４０は、強磁性を有する金属で形成されている。
【００２６】
図１、図２に示すように、ロータ４０は、ロータ４０の外径を規定する外径面４１と、外径面４１と径方向に対向する位置で第一軸２０の外周２２に嵌合するボス部４２と、外径面４１の軸方向一方側の端部とボス部４２の軸方向一方側の端部との間で径方向に延びる端部４３とを有する。
【００２７】
ロータ４０の外径面４１は、第一軸２０と同心の円筒状になっている。外径面４１における算術平均粗さＲａは、３．２μｍ以上かつ１２．５μｍ以下に調整されている。ロータ４０の外径面４１は、円筒状である場合を例示したが、多角形状としてもよい。ロータの外径面を多角形状とする場合、アーマチュアの内径面も対応の多角形状となる。例えば、十二角形、三十六角形等の多角形状が挙げられる。多角形状にする場合、そのロータの角部へアーマチュアが乗り上げた時等にクラッチユニットの応答性が悪くなり、円筒状に比して加工コストが高くなるが、トルク伝達に有利となる。
【００２８】
ロータ４０は、ボス部４２において締め代をもって第一軸２０の外周２２に嵌合することにより、第一軸２０に対して軸方向と周方向のいずれにも相対移動しないように取り付けられている。
【００２９】
ロータ４０の端部４３に対して軸方向他方側の位置かつ外径面４１に対して第一軸２０側に形成された環状空間は、電磁石７０の配置スペースとなる。
【００３０】
第二軸３０は、第一軸２０及びロータ４０を取り囲む外輪部３２を有する。また、第二軸３０は、外輪部３２の内側において複数のアーマチュア５０及び離反ばね６１，６２を保持する格納部３３を有する。
【００３１】
第二軸３０の格納部３３は、図示の断面形状をもって周方向全周に連なる溝部からなる。格納部３３は、図２、図３に示すように、第二軸３０と同心の円筒状の溝底３３ａと、溝底３３ａの軸方向両端から径方向に延びる対の溝壁３３ｂ，３３ｃと、一方の溝壁３３ｂから軸方向に延びる突壁３３ｄと、他方の溝壁３３ｃから軸方向に延びる突壁３３ｅとで構成されている。突壁３３ｄと突壁３３ｅは、ロータ４０の外径面４１と径方向に対向する位置にスリットを形成する。
【００３２】
図１、図２に示すアーマチュア５０は、第二軸３０側のトルク伝達経路を構成する要素であって、電磁石７０によって磁気的に吸引される可動部である。アーマチュア５０は、強磁性を有する金属で形成されている。
【００３３】
アーマチュア５０は、周方向に有限の長さをもった円弧状になっている。アーマチュア５０の周方向長さは、複数のアーマチュア５０を周方向に一定の間隔をおいて並べた状態に収容可能なように設定されている。その間隔は、周方向に隣り合うアーマチュア５０同士の干渉を避け、各アーマチュア５０がロータ４０の外径面４１に接触するまで径方向に移動できるようにするためのものである。なお、アーマチュア５０は、ロータ４０の外径面４１と径方向に対向する位置において、複数個所に分割して配置されている場合を例示したが、１箇所に配置されていてもよい。また、アーマチュア５０は、第一軸２０の軸線と直交する対称面に関して面対称な形状であって、第一軸２０の軸線を含む対称面に関して面対称な形状である場合を例示したが、面対称な形状のものに限定されない。
【００３４】
アーマチュア５０は、ロータ４０の外径面４１と径方向に対向する位置に内径面５１を有する。内径面５１は、アーマチュア５０の内径を規定する。内径面５１は、ロータ４０の外径面４１に周方向に沿う円弧状になっている。内径面５１における算術平均粗さＲａは、３．２μｍ以上かつ１２．５μｍ以下に調整されている。
【００３５】
アーマチュア５０は、格納部３３の溝底３３ａと突壁３３ｄ，３３ｅ間の径方向隙間に収容された両側の端部５２，５２と、突壁３３ｄと突壁３３ｅ間のスリットに配置されたコア部５３とを有する。コア部５３に内径面５１が形成されている。
【００３６】
離反ばね６１，６２は、電磁石７０に吸引されたアーマチュア５０をロータ４０から離反する方へ復帰するように付勢する弾性体である。電磁石７０への通電時、電磁石７０によってアーマチュア５０が吸引されることにより、離反ばね６１，６２が圧縮されて付勢力を蓄積する。
【００３７】
一方の離反ばね６１は、各アーマチュア５０の一方の端部５２と対応の突壁３３ｄとの間に介在する環状体になっている。他方の離反ばね６２は、各アーマチュア５０の他方の端部５２と対応の突壁３３ｅとの間に介在する環状体になっている。このような離反ばね６１，６２としては、例えば、周方向に波長をもちかつ径方向に振幅をもった波状の金属リングを用いることができる。
【００３８】
アーマチュア５０、離反ばね６１，６２は、突壁３３ｄと突壁３３ｅ間のスリットから格納部３３へ押し込むことによって格納部３３に保持させられる。すなわち、格納部３３の溝底３３ａと突壁３３ｄ，３３ｅは、各アーマチュア５０の両側の端部５２，５２を離反ばね６１，６２と共に径方向に挟む状態となる。また、格納部３３の溝壁３３ｂ，３３ｃは、各アーマチュア５０のコア部５３を離反ばね６１，６２と共に軸方向に挟む状態となる。ここでの「挟む」とは、「間に入れる」の意味であり、格納部がアーマチュア及び離反ばねに接触するか否かを問わない。アーマチュア５０及び離反ばね６１，６２は、アーマチュア５０と第二軸３０間にトルク伝達経路を構成できるように第二軸３０によって保持されていればよい。
【００３９】
周方向に隣り合うアーマチュア５０同士の間に弾性部材９０が配置されている。弾性部材９０は、隣り合うアーマチュア５０同士の接触を阻止する弾性体である。弾性部材９０の弾性は、電磁石７０によって各アーマチュア５０をロータ４０の外径面４１に接触するまで径方向に吸引可能に設定されている。
【００４０】
弾性部材９０は、隣り合うアーマチュア５０同士の周方向対向端部間に挟まれ、格納部３３の突壁３３ｄと突壁３３ｅ間に架け渡された状態で格納部３３に収容されている。弾性部材９０としては、例えば、ゴムブロック、コイルばね、径方向に沿った断面でＷ字状を成すばね板等が挙げられる。
【００４１】
電磁石７０は、フィールドコア７１と、フィールドコア７１に巻回されたソレノイドコイル７２とを有する。フィールドコア７１は、フィールドコア７１と、ハウジング１０の内側に設けられた円筒部１３との嵌合により、第一軸２０と同心に配置されている。また、フィールドコア７１は、止め輪８３、８４の係止によってハウジング１０に対して軸方向に抜け止めされている。ソレノイドコイル７２は、ロータ４０の外径面４１と径方向に対向する位置に配置されている。
【００４２】
図４に示すように、ロータ４０のうち、外径面４１を有する外筒部には、当該外筒部の軸方向幅の中間位置で当該外筒部を径方向に貫通するエアギャップ４４が形成されている。エアギャップ４４は、電磁石７０とアーマチュア５０間を径方向に往復する磁路を生じさせて外径面４１へのアーマチュア５０の吸着力を高めるためのものである。
【００４３】
なお、ロータ４０として、円弧状のエアギャップ４４が同一円周上に断続的に形成されたものを例示したが、エアギャップのパターンは適宜に変更すればよい。例えば、円弧状のエアギャップを軸方向の三か所に並べて磁路の往復回数を増やしてもよい。また、エアギャップは、円弧状である必要はなく、例えば、図５に示すような丸孔状のエアギャップ４５としてドット模様に分布させてもよい。
【００４４】
図６、図７に示すように、電磁石７０は、ソレノイドコイル７２に通電することにより、フィールドコア７１とロータ４０と各アーマチュア５０を通る磁路を形成し、ロータ４０の外径面４１に対して径方向の第一軸２０側から各アーマチュア５０の内径面５１をロータ４０の外径面４１に吸着させる。
【００４５】
電磁石７０による吸引当初、アーマチュア５０がロータ４０に接触するまでの間、磁路は、ロータ４０のエアギャップ４４を通ってアーマチュア５０に達することになる。このため、電磁クラッチの応答性を良くするなら、エアギャップ４４の面積は大きい方がよい。一方、アーマチュア５０とロータ４０が接触すると、エアギャップ４４よりも磁気抵抗の小さいロータ４０とアーマチュア５０の接触部を磁路が通るようになる。このため、吸着力を高めて接触部での摩擦力を大きく（電磁クラッチの伝達容量を大きく）するなら、エアギャップ４４の面積を小さくする方がよい。
【００４６】
クラッチユニット１の動作例を説明する。図１、図２に示すように、電磁石７０への通電を停止しているとき、第二軸３０の格納部３３と離反ばね６１，６２とによって、各アーマチュア５０とロータ４０間に所定の隙間が維持されている。この状態では、第一軸２０と第二軸３０との間での回転の伝達が遮断される。したがって、第一軸２０と第二軸３０のうち、回転する入力側の軸は、出力側の軸に対して空転することになる。
【００４７】
一方、電磁石７０に通電しているとき、第一軸２０と第二軸３０との間で回転が伝達する締結状態となる。すなわち、電磁石７０に通電すると、各アーマチュア５０と電磁石７０間に形成される磁路により、各アーマチュア５０がロータ４０側へ吸引されて、突壁３３ｄ，３３ｅと各アーマチュア５０とに直接に挟まれた離反ばね６１，６２が圧縮される。このため、各アーマチュア５０の内径面５１は、図６、図７に示すように、ロータ４０の外径面４１に周方向に沿って略全面的に接触するように吸着される。この吸着により、第一軸２０と第二軸３０との間には、ロータ４０、各アーマチュア５０、離反ばね６１，６２及び格納部３３を通るトルク伝達経路が形成される。したがって、第一軸２０と第二軸３０のうち、回転する入力側の軸から出力側の軸へ回転が伝達されることになる。
【００４８】
上述のようなクラッチユニット１では、ローラクラッチをもたず、ロータ４０とアーマチュア５０間のみでトルク伝達を行うと共に、電磁石７０の吸引力のみでロータ４０にアーマチュア５０を押し付ける電磁クラッチからなるクラッチ機構を採用しているので、クラッチユニット１の部品点数を抑えると共に、クラッチユニット１を軸方向に短くすることができる。
【００４９】
また、クラッチユニット１では、第二軸３０によってアーマチュア５０がロータ４０を取り囲む位置に保持され、アーマチュア５０がロータ４０の外径面４１と径方向に対向する位置に内径面５１を有し、電磁石７０がロータ４０の外径面４１に対して径方向の第一軸２０側に配置されているので、この配置スペースを利用してロータ４０の外径面４１の径寸及び軸方向長さを十分に確保し、このロータ４０の外径面４１にアーマチュア５０の内径面５１を吸着させることが可能となる。このため、クラッチユニット１は、第一軸２０と第二軸３０の軸線（回転中心）からの距離が大きい位置でロータ４０とアーマチュア５０を大きく摩擦接触させてトルク伝達を行い、電磁クラッチの伝達容量の中容量化（例えば、１０Ｎ・ｍ以上、２０Ｎ・ｍ以下）を実現することができる。
【００５０】
一方、従来例のように、アーマチュアの側面のディスク部をロータの側面のディスク部へ軸方向に吸着させる場合、電磁石の性能とロータの外径がクラッチユニット１と同等であったとしも、第一軸と第二軸の軸線（回転中心）からの距離が大きいところでの接触面積が少なく、トルク伝達の点で不利となり、小容量（例えば３Ｎ・ｍ以下）の伝達容量にしかならない。
【００５１】
このように、クラッチユニット１によれば、クラッチ機構の部品点数を抑えてクラッチユニット１の低コスト化を図ると共にクラッチユニット１を軸方向に短くし、電磁クラッチの伝達容量の中容量化を実現することが可能なため、配置スペースが軸方向に限られ、かつ中容量の伝達容量が要求される使用状況に好適なクラッチユニット１を提供することができる。
【００５２】
また、クラッチユニット１によれば、離反ばね６１，６２が第二軸３０とアーマチュア５０との間にだけ介在するように第二軸３０によって保持されているので、第一軸２０と第二軸３０の相対回転時に離反ばね６１，６２が擦られて摩耗しない。このため、クラッチユニット１によれば、離反ばね６１，６２の破損を防止することができる。なお、離反ばねをアーマチュアとロータ間に介在するように配置してもよいが、そうすると、第一軸と第二軸の相対回転時に離反ばねが摩耗する点で不利となる。
【００５３】
また、クラッチユニット１によれば、第二軸３０の格納部３３がロータ４０の外径面４１と径方向に対向する位置にスリットを形成しかつアーマチュア５０を離反ばね６１，６２と共に軸方向及び径方向に挟むので、アーマチュア５０及び離反ばね６１，６２を格納部３３で保持しつつ、スリットを通してアーマチュア５０の内径面５１とロータ４０の外径面４１の対向配置を可能とし、また、アーマチュア５０と第二軸３０間のみに介在するように離反ばね６１，６２を配置することができる。
【００５４】
また、クラッチユニット１によれば、クラッチ機構が第二軸３０によって同一円周上に並ぶように保持された複数のアーマチュア５０を有し、アーマチュア５０の内径面５１がロータ４０の外径面４１に周方向に沿う円弧状になっているので、同一円周上に保持された各アーマチュア５０の内径面５１を、電磁石７０で一斉に径方向に吸引し、ロータ４０の外径面４１に周方向に沿って吸着させることが可能となる。このため、クラッチユニット１によれば、ロータ４０の外径面４１の略全周をトルクの伝達に活用してクラッチユニット１の伝達容量を大きくすることが可能でありながら、良好なクラッチ機構の応答性を実現することができる。
【００５５】
また、クラッチユニット１によれば、周方向に隣り合うアーマチュア５０同士の間に弾性部材９０が配置されているので、アーマチュア５０同士の接触を弾性部材９０で防止することができ、ひいては、アーマチュア５０の破損や接触音の防止を図ることができる。なお、弾性部材９０を省略すると、部品点数の点で有利となるが、アーマチュア５０の破損防止性や静音性の点で好ましくない。
【００５６】
また、クラッチユニット１によれば、ロータ４０の外径面４１及びアーマチュア５０の内径面５１の夫々における算術平均粗さＲａが３．２以上１２．５以下であるので、外径面４１と内径面５１の接触時の摩擦力を大きく得つつ、粗大な摩耗粉の発生を防止することができる。
【００５７】
なお、周方向に並ぶアーマチュア５０の総数が３の場合を例示したが、これより多くてもよいし、少なくてもよい。アーマチュアの総数を少なくすると、部品点数を抑える点で有利だが、格納部３３への挿入が困難となる。アーマチュアの総数を多くすると、格納部３３への挿入が容易になるが、部品点数の点で不利となる。
【００５８】
また、アーマチュアの傾きを格納部で規制可能であれば、離反ばねをアーマチュアの片方の端部と突壁間にのみ配置するようにしてもよい。また、離反ばねは、アーマチュアごとに独立に配置してもよく、例えば、アーマチュアごとにコイルばねを配置してもよいが、部品点数の点で不利となる。
【００５９】
また、第一軸２０、第二軸３０として、それぞれ継ぎ目のない一部材として形成されたものを例示したが、複数の部材によって構成された第一軸、第二軸を採用してもよい。例えばロータ４０を第一軸と一体に形成してもよい。また、第二軸３０の格納部３３を軸方向に二等分し、これら分割部同士の間にアーマチュア等を配置後、両分割部をボルト等で締結するようにしてもよい。
【００６０】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６１】
１  クラッチユニット
２０  第一軸
３０  第二軸
３３  格納部
４０  ロータ
４１  外径面
５０  アーマチュア
５１  内径面
６１，６２  離反ばね
７０  電磁石
９０  弾性部材
【図１】
2019120343.tif 000003
【図２】
2019120343.tif 000004
【図３】
2019120343.tif 000005
【図４】
2019120343.tif 000006
【図５】
2019120343.tif 000007
【図６】
2019120343.tif 000008
【図７】
2019120343.tif 000009