(57)【要約】      （修正有）【課題】薄型の電磁クラッチを提供すると共に、薄型化に伴って生じる構成部品の摩耗および回転時のガタつきを解消する。【解決手段】本発明に係る電磁クラッチ１は、電磁コイル１０を内蔵したフィールドコア１１と、前記電磁コイル１０を挿通して回転自在に支持された回転軸２と、回転軸２と一体に回転可能に回転軸に固定されたロータ３と、円筒部と底面板を有するカップ形状をなし、前記回転軸の一端側が底面板を回転自在に挿通するカバー５と、前記ロータ３を挟んで前記電磁コイル１０と反対側に、前記カバー５の前記ロータ３と対向する内底面に取り付けられたアーマチュア６とを備える電磁クラッチ１であって、前記カバー５の円筒部の外周面上に入力ハブ４が設けられ、前記カバー５の円筒部内に前記フィールドコア１１、前記ロータ３が収納されて設けられる。【選択図】図２
2008151246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁コイルを内蔵したフィールドコアと、前記電磁コイルを挿通して回転自在に支持された回転軸と、回転軸と一体に回転可能に回転軸に固定されたロータと、円筒部と底面板を有するカップ形状をなし、前記回転軸の一端側が底面板を回転自在に挿通するカバーと、前記ロータを挟んで前記電磁コイルと反対側に、前記カバーの前記ロータと対向する内底面に取り付けられたアーマチュアとを備える電磁クラッチであって、
前記カバーの円筒部の外周面上に入力ハブが設けられ、前記カバーの円筒部内に前記フィールドコア、前記ロータが収納されて設けられること
を特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記カバーの円筒部の内径と略同一の外径を有し、前記フィールドコアの端面に固定され、前記カバーの円筒部を回転自在に支持する摺動板を備えること
を特徴とする請求項１記載の電磁クラッチ。  
【請求項３】
前記電磁コイルのボビンと一体に形成され、前記フィールドコアの軸方向の端面および前記摺動板を挿通して、軸方向に立設される係合突部を備えること
を特徴とする請求項２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、電磁クラッチに関し、さらに詳細には、電磁コイルを内蔵したフィールドコアと、電磁コイルを挿通して回転自在に支持された回転軸と、回転軸と一体に回転可能に回転軸に固定されたロータと、回転軸が回転自在に挿通するカバーと、カバーのロータと対向する面に取り付けられたアーマチュアとを備える電磁クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター、複写機等のＯＡ機器において、例えば、用紙を搬送する機構部分等に電磁クラッチが組み込まれて、搬送動力等の伝達・非伝達の機能を担っている。
【０００３】
ここで、従来の電磁クラッチの例として、特許文献１に記載の電磁クラッチ１００がある（図７）。電磁クラッチ１００は、電磁コイル１１０を内蔵したフィールドコア１１４と、前記電磁コイル内に回転自在に挿通された回転軸と、回転軸と一体に回転可能に回転軸に固定されたロータ１２０と、前記ロータを挟んで前記電磁コイルと反対側に、前記回転軸上に回転自在に外挿された入力ハブ１２６と、前記回転軸に外嵌され、前記入力ハブ１２６の前記ロータ１２０と対向する端面に取り付けられたアーマチュア１２２とを具備して構成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３８１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、昨今、複写機等のＯＡ機器において小型化・薄型化が図られており、これを受けて、それらＯＡ機器に組み込まれる電磁クラッチに対しても、小型化・薄型化の要請が高まっている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、特に薄型の電磁クラッチを提供すると共に、薄型化に伴って生じる構成部品の摩耗および回転時のガタつきといった問題点を効果的に解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。  
【０００８】
本発明に係る電磁クラッチは、電磁コイルを内蔵したフィールドコアと、前記電磁コイルを挿通して回転自在に支持された回転軸と、回転軸と一体に回転可能に回転軸に固定されたロータと、円筒部と底面板を有するカップ形状をなし、前記回転軸の一端側が底面板を回転自在に挿通するカバーと、前記ロータを挟んで前記電磁コイルと反対側に、前記カバーの前記ロータと対向する内底面に取り付けられたアーマチュアとを備える電磁クラッチであって、前記カバーの円筒部の外周面上に入力ハブが設けられ、前記カバーの円筒部内に前記フィールドコア、前記ロータが収納されて設けられることを特徴とする。
【０００９】
また、前記カバーの円筒部の内径と略同一の外径を有し、前記フィールドコアの端面に固定され、前記カバーの円筒部を回転自在に支持する摺動板を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記電磁コイルのボビンと一体に形成され、前記フィールドコアの軸方向の端面および前記摺動板を挿通して、軸方向に立設される係合突部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１によれば、カップ形状であるカバーの内方にフィールドコア、ロータ及びアーマチュアを収納することが可能となる。これに加えて、カバーの外周面上で且つ外周面の軸方向長さ内に収まるように入力ハブが設けられることによって、電磁クラッチを大幅に薄型化することが可能となる。
【００１２】
請求項２によれば、フィールドコアに固定されて設けられる摺動板によって、カバーの一端側を回転自在に支持することが可能となる。その結果、入力ハブと一体に形成されるカバーを二箇所の摺動部によって回転自在に支持することができるため、電磁クラッチの薄型化を図りつつも、入力ハブおよびこれと一体のカバーが回転する際のガタつき（回転ぶれ）を防止することが可能となる。また、カバーと回転軸との摺動部分の摩耗を低減することが可能となる。
【００１３】
請求項３によれば、電磁コイルのボビンに軸方向に起立させて設けられる係合突部によって、電磁コイルのボビンとフィールドコアと摺動板とが相互に周方向に回動しないように固定されると共に、フィールドコアが入力ハブおよびカバーと供回りするのを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電磁クラッチ１の一例を示す概略図である。また、図２は、その電磁クラッチ１の構成を示す概略図であって、図２（ａ）は正面図であり、図２（ｂ）は側面図（上半断面図）である。図３は、その電磁クラッチ１の電磁コイルのボビン１４、フィールドコア１１および摺動板７の構成を示す概略図である。図４は、その電磁クラッチ１のカバー５の構成を示す概略図である。図５は、その電磁クラッチ１の回転軸２の構成を示す概略図である。図６は、その電磁クラッチ１のロータ３の構成を示す概略図である。
【００１５】
電磁クラッチ１は、図１、図２、図４に示すように、円筒部５ａと底面板５ｂを有するカップ形状に形成されたカバー５の円筒部５ａ内に、フィールドコア１１、ロータ３およびアーマチュア６が収納されて構成される。
【００１６】
図２に示すように、フィールドコア１１は、フィールドコア内筒部（以下「内筒部」という）１１ｃとフィールドコア外筒部（以下「外筒部」という）１１ｄとを備える二重円筒構造であって、一端側に内筒部１１ｃと外筒部１１ｄとを連結するフィールドコアの端面１１ａを備えて、他端側が開口された断面コ字状に形成される。この内筒部１１ｃと外筒部１１ｄとの間の空間部には、電磁コイルのボビン（以下「コイルボビン」という）１４が嵌合されて固定される。内筒部１１ｃは、その内径がロータ３のロータ円筒３ａ（図６）の外径より若干大径に形成されており、ロータ円筒３ａが挿通可能になっている。なお、内筒部１１ｃの両端部に内嵌めされる軸受２４、２５を介して、ロータ３がフィールドコア１１に対して回転自在に支持される。ここで、図１に示す１０は電磁コイルであり、電気的絶縁性を有する合成樹脂材料を用いて形成されたコイルボビン１４の筒状部の外周面に電線（一例として銅線）を巻回して構成される。
【００１７】
また、図３に示すように、フィールドコアの端面１１ａには、コイルボビン１４と一体に形成されコイルボビン１４の側面から延出する電源接続用端子ボックス（以下「端子ボックス」という）２２を挿通する挿通孔２２ａが設けられる。端子ボックス２２には電磁コイル１０のコイル端と電気的に接続する端子が設けられ、この端子にソケットを介して導線を連結することによって電磁コイル１０と電源（図示しない）とが電気的に接続される。
【００１８】
図２および図５に示す２は、回転軸である。回転軸２は、ロータ３と一体に回転可能なように、ロータ３に固定される。回転軸２は、合成樹脂材料を用いて形成され、大径部２ａと小径部２ｂを有し、小径部２ｂの端部の外周面には止め輪２１用の溝２ｃが形成され、大径部２ａの端面には、円環状に形成されたフランジ部２ｄが形成されている。このフランジ部２ｄと、溝２ｃに嵌合される止め輪２１とによって、電磁クラッチ１の各構成要素の軸方向の移動が規制される。より詳しくは、回転軸２の大径部２ａと小径部２ｂとの境界に形成される段差部と、溝２ｃに嵌合される止め輪２１とによりロータ３（ロータ円筒３ａ）が挟み込まれて、ロータ３の軸方向の移動が規制される。さらにロータ３（ロータ円板３ｂ）と、回転軸２のフランジ部２ｄとによりカバー５（底面板５ｂ）が挟み込まれて、カバー５の軸方向の移動が規制される。また、フィールドコア１１は、溝２ｃに嵌合される止め輪２１と、ロータ３（ロータ円板３ｂ）とにより、それぞれ軸受２４および軸受２５を介して挟み込まれて、軸方向の移動が規制される。
【００１９】
回転軸２の小径部２ｂの外径は、ロータ円筒３ａの内径より若干小径に形成されて、この小径部２ｂがロータ円筒３ａ内に挿通される。回転軸２は、中心に軸方向に挿通孔２ｅが形成され、この挿通孔２ｅ内には出力軸（図示しない）が挿通される。挿通孔２ｅと出力軸は断面がＤ字状（Ｄカット部２ｆ）に形成され、これにより、出力軸と回転軸２とは一体に回転可能となる。なお、本願においては回転軸２の長手方向に平行な方向を「軸方向」とし、軸方向に直行する方向を「径方向」として用語を用いる。
【００２０】
ここで、回転軸２の軸方向長さは、本実施例においては、図２に示すように、カバー５の軸方向長さよりも若干長くなっているが、例えば、カバー５の底面板５ｂに嵌合溝（図示しない）を設けて、回転軸２のフランジ部２ｄを嵌合させる構成とする、あるいはロータ３の軸方向長さを短く構成する等、適宜、設計を変更することによって、カバー５の軸方向長さと同一長さに、もしくは短くすることも当然に可能である。
【００２１】
ロータ３は、磁性材料（一例として鉄）を用いて、図２および図６に示すように、ロータ円筒３ａの端部において外方（径方向）に伸びるロータ円板３ｂが接続されて形成される。なお、ロータ円筒３ａとロータ円板３ｂとは別体に形成されるものであってもよい。また、ロータ円板３ｂは、板状あっても、皿状であってもよく、板上に、開孔部、切込み部等を設ける構造としてもよい。回転軸２とロータ３とが嵌合されることにより、回転軸２とロータ３とが一体に回転可能となる。
【００２２】
図４に示すように、カバー５は、円筒部５ａの一端側に底面板５ｂが連結されて、他端側に開口部５ｅを有するカップ形状に形成される。カバー５の円筒部５ａの外周面５ｄ上には入力ハブ４が設けられる。カバー５と入力ハブ４とは、合成樹脂材料を用いて一体に形成される。なお、それらを別体に形成して、嵌合させる構成であっても構わない。入力ハブ４は、カバー５の外周面５ｄ上で且つ外周面５ｄの軸方向長さ内に収まるように設けられることが好適である。
【００２３】
カバー５の内底面５ｃには、ロータ３のロータ円板３ｂと対向させてアーマチュア６が取り付けられる。このとき、アーマチュア６はロータ３を挟んで電磁コイル１０と反対側に位置する構成となる。なお、内底面５ｃは、底面板５ｂにおけるカップ状となる内方側の面を指す。ここで、一例として、アーマチュア６は、スプリング部材（一例として板ばね）２６を介して内底面５ｃに固定され、カバー５とアーマチュア６とが一体に回転可能となる。スプリング部材２６は、電磁コイル１０への通電を停止して、電磁コイル１０によるアーマチュア６の吸引を解除した際に、アーマチュア６がロータ円板３ｂから離反するようにアーマチュア６を付勢する。
【００２４】
底面板５ｂの中心には、回転軸２の大径部２ａの外径より若干大径の内径を有する円形孔が設けられて、その円形孔に回転軸２が挿通される。このとき、図２に示す摺動部１２が周方向に構成され、カバー５の底面板５ｂ側の端部が回転軸２により回転自在に支持される。
【００２５】
一方、カバー５の開口部５ｅ側の端部は、摺動板７により回転自在に支持される。この支持は、図２に示すように、周方向に構成される摺動部１３によってなされる。摺動板７は、カバー５の円筒部５ｄの内径よりも若干小径となる略同一の外径を有する。一例として、摺動板７は合成樹脂材料から形成されるが、金属材料で形成されてもよい。また、摺動板７はフィールドコア１１の端面１１ａに固定される。このとき、固定方法は特に限定されず、接着、カシメ、スナップフィット等の方法が考えられる。なお、摺動板７をフィールドコア１１の外筒部１１ｄに固定する方法を採用してもよい。
【００２６】
ここで、図３に示すように、フィールドコア１１内に嵌合されるコイルボビン１４は、軸方向に立設される係合突部１５を備える。一例として、コイルボビン１４と一体に合成樹脂により形成される。なお、係合突部１５を別体に形成して、コイルボビン１４と連結させる構成としてもよい。係合突部１５は、フィールドコアの端面１１ａに設けられる挿通孔１１ｂと、摺動板７の端面７ａに設けられる挿通孔７ｂとを挿通させて構成される。この構成により、コイルボビン１４とフィールドコア１１と摺動板７とが相互に周方向に回動しないように固定される。さらに、係合突部１５は、電磁クラッチ１が設置される装置側の係合部（図示しない）に係合されて固定される。
【００２７】
つづいて、上記構成に基づく作用について説明する。
電磁クラッチ１は、電磁コイル１０が非通電状態の場合には、入力ハブ４に入力される回転力はロータ３には伝達されず、回転軸２および回転軸２内に挿通される出力軸（図示しない）は回転しない。
【００２８】
電磁コイル１０に通電されると、フィールドコア１１、ロータ３及びアーマチュア６内に磁性回路が形成される。これによって、アーマチュア６はスプリング部材２６の付勢力に坑してロータ３側に移動してロータ３に吸着される。よって、入力ハブ４に入力された回転力は、カバー５に固定されたアーマチュア６を介してロータ３に伝達され、さらには、回転軸２、最終的に出力軸に伝達されて、出力軸が回転する。
【００２９】
電磁コイル１０が再び非通電状態になると、アーマチュア６に対する電磁コイル１０の吸着力が失せるため、スプリング部材２６の付勢力によりアーマチュア６はカバー５の内底面５ｃ側に移動して、元の位置に戻る。これにより、出力軸の回転が停止する。以上の作用を奏することによって、入力ハブ４への入力を出力軸へ伝達、非伝達することが可能となり、電磁クラッチ１をクラッチ機構として用いることが可能となる。
【００３０】
つづいて、上記構成に基づく効果について説明する。
カバー５がカップ形状であることにより、内方にフィールドコア１１、ロータ３及びアーマチュア６を収納することが可能となる。これに加えて、カバー５の外周面５ｄ上で且つ外周面５ｄの軸方向長さ内に収まるように入力ハブ４が設けられることによって、カバー５の軸方向長さと同寸法もしくは略同寸法の厚さに電磁クラッチ１を構成することが可能となる。すなわち、電磁クラッチ１は、図７に示す従来の電磁クラッチ１００と比較して、大幅に薄型化を図ることができるという効果を奏する。これにより、取り付けられる装置（ＯＡ機器等）のダウンサイジングも可能となる。
【００３１】
しかしながら、上記の薄型化を図る場合には次のような弊害が生じ得る。その弊害とは、入力ハブ４からの入力を回転可能に支持する摺動部１２の軸方向長さが、例えば従来の電磁クラッチ１００等と比較して、構造上、短い長さにならざるを得ず、その結果として、摺動部１２のみの支持では、入力ハブ４およびこれと一体として形成されるカバー５が回転する際のガタつき（回転軸に対する入力ハブ４およびカバー５の回転ぶれ）が過大になってしまうという問題である。さらに、そのガタつきは、騒音・振動を発生させるのみならず、摺動部１２におけるカバー５および回転軸２の摩耗を促進させる要因にもなり、摩耗量の増加に伴い回転時のガタつきが一層大きくなるという問題を生じさせる。
【００３２】
その問題に対して、本願発明では、摺動部１２に加えて、摺動部１３を設ける構成を案出することにより解決を図っている。すなわち、フィールドコア１１に固定されて摺動板７が設けられることにより摺動部１３が構成され、この摺動部１３によって、カバー５の開口部５ｅ側の端部を回転自在に支持することが可能となる。その結果、入力ハブ４と一体に形成されるカバー５は、一端側を摺動部１２により、また他端側を摺動部１３により回転自在に支持させることが可能となり、入力ハブ４への入力の負荷を少なくともそれら二箇所の摺動部によって支持することができるため、薄型化のために摺動部１２が短い長さとならざるを得ない場合であっても、入力ハブ４およびこれと一体として形成されるカバー５が回転する際のガタつきを防止することが可能となる。その結果、騒音・振動の発生を抑制することが可能となる。さらに、回転時のガタつきに起因する摺動部１２の摩耗を抑制することが可能となる。上記の効果は相乗的に作用することとなるため、入力ハブ４およびカバー５の回転時のガタつきの防止および摺動部１２におけるカバー５と回転軸２の摩耗量の低減は、摺動部１３を設けない構成と比較して、より一層顕著な効果として奏される。
【００３３】
また、電磁クラッチ１は、その構造上、電磁コイル１０が嵌合されるフィールドコア１１が、カバー５あるいは回転軸２の回転に伴い、いわゆる供回りを起こしてしまうという問題が生じ得る。この問題に対して、本願発明では、フィールドコアの端面１１ａに設けられる挿通孔１１ｂと、摺動板７の端面７ａに設けられる挿通孔７ｂとを挿通させて、電磁コイルボビン１４において軸方向に起立させて係合突部１５が設けられ、さらにこの係合突部１５が、電磁クラッチ１が設置される装置側の係合部（図示しない）に係合されて固定されることによって、コイルボビン１４とフィールドコア１１と摺動板７とが相互に周方向に回動しないように固定されると共に、前記供回りを防止することが可能となる。また、従来の電磁クラッチ１００においては、フィールドコアの回転止めが径方向に突出させて設けられていたため、電磁クラッチの径方向寸法が大きくなってしまっていたが、本発明に係る電磁クラッチ１においては、図２等に示すように、フィールドコアの回転止めを担う係合突部１５を、コイルボビン１４から軸方向に起立させて、カバー５の径方向の寸法内に収めて設ける構成としている。これにより、電磁クラッチ１の径方向寸法のコンパクト化が可能となる。
【００３４】
以上の説明の通り、本発明に係る電磁クラッチは、薄型化を実現するのみならず、薄型化に伴って生じる回転時のガタつき、騒音・振動の発生および構成部品の摩耗といった問題点を効果的に解消するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁クラッチの一例を示す概略図である。
【図２】図１に示す電磁クラッチの構成を示す概略図である。
【図３】図１に示す電磁クラッチのコイルボビン、フィールドコアおよび摺動板の構成を示す概略図である。
【図４】図１に示す電磁クラッチのカバーの構成を示す概略図である。
【図５】図１に示す電磁クラッチの回転軸の構成を示す概略図である。
【図６】図１に示す電磁クラッチのロータの構成を示す概略図である。
【図７】従来の実施の形態に係る電磁クラッチの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  電磁クラッチ
２  回転軸
３  ロータ
４  入力ハブ
５  カバー
５ａ  カバーの円筒部
５ｂ  カバーの底面板
５ｃ  カバーの内底面
５ｄ  カバーの外周面
６  アーマチュア
７  摺動板
１０  電磁コイル
１１  フィールドコア
１１ａ  フィールドコアの端面
１２  摺動部
１３  摺動部
１４  電磁コイルのボビン（コイルボビン）
１５  係合突部
２１  止め輪
【図１】
2008151246.tif 000003
【図２】
2008151246.tif 000004
【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】
2008151246.tif 000009