(57)【要約】【課題】励磁コイルへの通電による熱変化がクラッチ内部に生じてもシャフトの円滑回転性を損なうことのない軸受構造を、安価にかつ加工性良く達成する。【解決手段】励磁コイルを収納するフィールド１のシャフト挿通孔には、シャフト３０を軸支するための軸受部材６が嵌入されている。軸受部材６は、フランジ部６３に設けた回り止め用の突起６４ａ、６４ｂにてフィールド１の底面に係止されている。さらに、突起６４ａ、６４ｂを設けている側とは対極側に、軸線方向にスリット６５が切開されている。スリット６５を設けることにより、軸受部材６が励磁コイルの熱サイクルを受けて経時収縮したとしても、軸受部材６がシャフト３０にロックしてしまうことはない。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルを内蔵すると共にシャフトが回転自在に挿通されるシャフト挿通孔を備えたフィールドと、前記挿通孔の端部に配置され前記シャフトを軸支する樹脂製の軸受部材とを具備する電磁クラッチにおいて、
前記軸受部材は、シャフト挿通孔に嵌入されシャフトを支持する筒体部と、この筒体部に周設され、シャフト挿通孔の周縁部に接合されるフランジ部と、該フランジ部の周方向適所に設けられ前記周縁部に係止される回り止め用の係止部とを有し、
さらに、軸受部材には前記フランジ部から筒体部にわたって切開されたスリットが形成されていることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記軸受部材のスリットは、前記係止部の設置位置とは対極側方向の位置に設けられてい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】
前記フランジ部は、周方向に、前記係止部が複数設けられる幅広の第一部位と、前記係止部を設けない第二部位とで構成され、上記スリットは前記第二部位の周方向略中央部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
前記係止部は、前記フィールドに予め形成されている係止孔に遊びをもって嵌合される突起であり、この突起は前記フランジ第一部位の２箇所に対象的に設けられた第一、第二の突起からなり、
上記スリットは、フランジ上側部の領域において前記第一、第二の突起から最も離間する位置に設けられていることを特徴とする請求項３記載の電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁クラッチに関し、特にシャフトを回転可能に支持する軸受部材の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電磁クラッチは、例えば複写機の給紙機構等に汎用されている。この電磁クラッチは、例えば図７に示すように、励磁コイル２を内蔵すると共にシャフトが回転自在に挿通される挿通孔１ａを備えたフィールド１に、前記励磁コイル２に対向するようにロータ３が配置固定されたシャフト３０を前記挿通孔１ａに通し、このロータ３に対向して配設されたアーマチュア４がシャフトに回転自在に取り付けられたギア等の入力側回転体３２に板バネ等の弾性部材５を介して取り付けられる構造を備えている。このような電磁クラッチでは、励磁コイル２に通電されたとき、アーマチュア４がスリット３１を通した磁気吸着にてロータ３に固着されることにより入力側回転体３２の回転力がシャフト３０に伝達され、シャフト３０が回転することになる。
【０００３】
ところで、このような電磁クラッチにおいては、シャフト３０を回転自在に支持するために、フィールド１の挿通孔１ａの両端開口部に、軸受部材６０，６０が設けられる（例えば、特許文献１参照）。図８はこの軸受部材の全体斜視図を示しており、一般的には全体がリング状で樹脂材料からなり、シャフト挿通孔１ａに嵌入されシャフト３０を支持する筒体部６０２と、この軸受部に連設され挿通孔１ａの開口周縁部に接合されるフランジ部６０３と、該フランジ部に設けられ前記開口周縁部に予め設けた凹部に嵌合する突起などからなる回り止め用の係止部６０４とを有している。なお、軸受部材６０は止め輪７０により抜け止めがなされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−９２８９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した電磁クラッチにおいては、励磁コイル２への通電にて動作させる構成であるので、クラッチ内部が熱を帯びてしまうこととなる。即ち、励磁コイル２への通電に伴いコイル自体がオーム損による熱を発生しこれが繰り返されることになり、その結果加熱状態〜常温状態の熱履歴が励磁コイル２を収容するフィールド１並びにその周辺部分に繰り返し加えられることになる。これにより、フィールド１の挿通孔１ａの両端開口部に嵌入されている軸受部材６０にもかような熱変動が施与されてしまうことから、樹脂製の軸受部材６０が経時変化により収縮してしまい、シャフト３０の円滑な回転を阻害する危惧があった。
【０００６】
そこで、軸受部材６０の構成材料として、温度変化に対する寸法安定性・長期安定性が良好な樹脂材料を選定する必要性が生じるのであるが、かかる要請を満たすには特殊樹脂を採用する他なく、コストアップを招来するという問題があった。また、このような特殊樹脂は一般的に成型加工に困難性が伴うのが通常であり、加工の容易性という観点からも問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、励磁コイルへの通電による熱サイクルがクラッチ内部に生じてもシャフトの円滑回転性を損なうことのない軸受構造を、安価にかつ加工性良く達成する電磁クラッチを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の電磁クラッチは、励磁コイルを内蔵すると共にシャフトが回転自在に挿通されるシャフト挿通孔を備えたフィールドと、前記挿通孔の端部に配置され前記シャフトを軸支する樹脂製の軸受部材とを具備する電磁クラッチにおいて、前記軸受部材は、シャフト挿通孔に嵌入されシャフトを支持する筒体部と、この筒体部に周設され、シャフト挿通孔の周縁部に接合されるフランジ部と、該フランジ部の周方向適所に設けられ前記周縁部に係止される回り止め用の係止部とを有し、さらに、軸受部材には前記フランジ部から筒体部にわたって切開されたスリットが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記のようにスリットを備える軸受部材を採用することにより、励磁コイルを熱源とするヒートサイクルが軸受部材に加わりその樹脂材料に収縮力が発生しても、当該軸受部材の円周方向の一部が開放されていることから、過大な締め付け力がシャフトに加わることはない。従って、温度変化に対する寸法安定性が特段優れている樹脂材料で軸受部材を構成せずとも、いわゆるシャフトへの軸受部材の「ロック」の問題を解消できることになる。さらに、スリットの形成によりある程度軸受本体部の外径変動が可能となるところ、軸受部材の寸法精度の厳格性が緩和され、加工が容易になるという利点もある。
【００１０】
また、請求項２の電磁クラッチでは、前記軸受部材のスリットを、前記回り止め用の係止部の設置位置とは対極側方向の位置に設けることを特徴としている。
【００１１】
本発明で用いるスリット付軸受部材によると、軸受部材に収縮力が加わった状態でシャフトが回転した場合に、回り止め用の係止部、即ちフランジ部の固定部位を基点としてシャフトと軸受本体内部との間に円周方向の巻き付き摩擦力が生じ、この摩擦力がスリット部分で開放されることになると考えられる。このため、スリットの切開部位と回り止め用の係止部とが近接していると、結果的に係止部からスリットまでの周回長が長くなり、その分摩擦力が大きくなってしまう可能性がある。そこでより好ましい態様として、請求項２に記載の発明においては、軸受部材のスリットを、前記回り止め用の係止部の設置位置とは対極側方向の位置に設けるようにすることで、軸受部材のシャフトへの巻き付き摩擦力をより緩和できるものである。
【００１２】
さらに、請求項３の電磁クラッチは、前記フランジ部を、周方向に、前記係止部が複数設けられる幅広の第一部位と、前記係止部を設けない第二部位とで構成し、上記スリットを前記第二部位の周方向略中央部に設けたことを特徴とする。
【００１３】
通常、回り止め用の係止部は安定的な係止を図るため複数個設けられるが、請求項３の構成によれば、フランジ部を正面視したときに例えば上下２区画に区分し、回り止め用の係止部を設ける区画とスリットを設ける区画とを分離し、しかもスリットを上側区画の略中央部に設けているので、上述の巻き付き摩擦力を可及的に抑制することができる。
【００１４】
また、請求項４の電磁クラッチは、請求項３に記載の発明において、前記係止部が、前記フィールドに予め形成されている係止孔に遊びをもって嵌合される突起であり、この突起は前記フランジ第一部位の２箇所に対象的に設けられた第一、第二の突起からなり、上記スリットは、フランジ上側部の領域において前記第一、第二の突起から最も離間する位置に設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
この構成によれば、フランジ部の２個所の係止部それぞれとスリットとが最も離れた位置関係にあることから、上述の巻き付き摩擦力を極小化できることになるので特に好ましい構造となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施態様につき説明する。図１は本発明にかかる電磁クラッチの一実施例を示す断面図、図２はその分解断面図をそれぞれ示している。これらの図において、１はフィールドであり、シャフト３０が挿通される挿通孔１ａを備えると共に、ボビン２１に装着された励磁コイル２を収容できるよう有底二重筒状を呈している。前記シャフト３０には、前記励磁コイル２と対向する位置関係でリング状のロータ３が固定されており、このロータ３には磁気通路としてのスリット３１が設けられている。
【００１７】
さらに前記ロータ３に所定間隔を置いて対向するようにアーマチャ４が配置され、このアーマチャ４は板バネ５を介して入力回転体３２に取り付けられている。この入力回転体３２は、シャフト３０に対して回転自在とされているが、励磁コイル２に通電したとき、当該励磁コイル２で生成された磁束がスリット３１から漏洩することで磁気吸引力がアーマチャ４に作用し、板バネ５の弾性力に抗してロータ３にアーマチャ４が吸着されることになる。その結果、入力回転体３２の回転力がロータ３を経由してシャフト３０に伝達され、シャフト３０に回転力が発生する。一方、励磁コイル２への通電を停止すると、上記のロータ３とアーマチャ４との磁気吸着状態は解除され、これにより入力回転体３２とシャフト３０との連動関係は解消されることになる。
【００１８】
このようにシャフト３０がフィールド１の挿通孔１ａ内で回転することから、このシャフト３０を軸支するための軸受部材６，６が、挿通孔１ａの両端部に装着されている。これら軸受部材６，６はポリアセタール等の樹脂材料からなり、その筒体部６２が挿通孔１ａ内へそれぞれ嵌入され、また前記筒体部６２の一端側に周設されたフランジ部６３が挿通孔１ａの周縁部に接合する態様で組み付けられている。そしてフィールド１の底部側の軸受部材６にあっては止め輪７にて、フィールド１の開口側の軸受部材６にあってはロータ６にて、それぞれ挿通孔１ａからの抜け止めが図られている。さらに、軸受部材６は回り止め用の係止部となる突起６４を有しており、それぞれフィールド１の底面部に穿孔された係止孔１１、およびボビン２１の鍔部に穿孔された係止孔２２に嵌合され、シャフト３０の回転に伴い軸受部材が連動回転しないよう構成されている。
【００１９】
本発明においては、上述の軸受部材６にスリットを設け、これにより励磁コイル２への通電に伴う発熱が軸受部材６に加わり、径方向内側への収縮力が生じても、過度の摩擦力がシャフト３０へ付与されないようにした点に特徴を有する。図３はこのようなスリット６５を備えた軸受部材６の一実施態様を示している。また図４は、この軸受部材６を組み付けた状態を、フィールド１の底部側から見た図である（図示簡略化のため、止め輪７は省略している）。
【００２０】
このスリット６５は、軸受部材６のフランジ部６３から筒体部６２の全長にわたり、当該軸受部材６の中心軸線方向に１箇所切開されるよう設けられ、これにより軸受部材６はＣリング状を呈している。なお、スリット６５の切開方向は特に限定するものではないが、軸受部材６の中心軸から放射方向にあわせて切開しておくことが望ましい。
【００２１】
またスリット６５の幅は、嵌入すべきフィールド１の挿通孔１ａのサイズや、軸受部材６を構成する樹脂材料の経時収縮度合い等に応じて適宜設定することができる。しかし、スリット幅が過度に広いと本来の軸受け作用に支障が出がちになり、一方スリット幅を極端に狭く設定すると金型の作成が困難になるため、例えば、挿通孔１ａの内径が１４ｍｍ程度である場合、スリット幅は概ね０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度、金型の作成容易性を重視するならば、下限は０．３ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００２２】
本発明においては、軸受部材６の円周方向のどこか１箇所にスリット６５が存在すれば、少なくともスリットが存在しない軸受部材を使用する場合に比較して、軸受部材６の経時熱収縮によるシャフト３０への「ロック」を抑制することができる。従って、スリット６５の設置個所は特に限定するものではない。
【００２３】
しかしながら、軸受部材６とシャフト３０との間の摩擦力をより抑制するという観点からは、上記軸受部材６のスリット６５を、フランジ部６３に設けた回り止め用の突起６４の設置位置とは対極側方向の位置に設けることが望ましい。本明細書において「対極側方向」とは、リング状の軸受部材６を正面視して半円ずつに分けた場合に、一方の半円部分の略中央にスリット６５が設置されているとして、他方の半円部分のいずれかの部分に回り止め用の突起６４が１個なしいは複数個存在していることを意味し、これにより突起６４とスリット６５とをなるべく離間するようにすることを狙いとするものであって、厳密に突起６４とスリット６５とが対極位置にあることを求めるものではない。かかる構成により、前述したように、フィールド１またはボビン２１への係止部となる突起６４からスリット６５までの周回長が長くなることに伴う、軸受部材６のシャフト３０への巻き付き摩擦力を緩和することができる。
【００２４】
図３に示した実施例では、この技術思想に則り、フランジ部６３を正面視したときに上下２区画に区分し、回り止め用の突起が複数設けられる幅広の下側部（第一部位）６３ａと、突起６４を設けない上側部６３ｂとで構成し、スリット６５をこの上側部（第二部位）６３ｂの周回方向の中央部に設けている。
【００２５】
詳述すると、フランジ部６３は全体が円板状なのであるが、その下側部６３ａにおいては面積を拡張し、該拡張部分に回り止め用の第一、第二の突起６４ａ、６４ｂを２個、左右対称に突設している。そしてスリット６５は、上側部６３ｂの周回方向の中央部、すなわち左右の突起６４の双方から見て、最も離間している位置に設けるようにしている。
【００２６】
このような位置関係でスリット６５を設けたときの利点を図５および図６を用いて説明する。まず、図６に示した実施例は、２個の突起６４ａ、６４ｂの中間部位にスリット６５を切開したものであり、つまり突起の設置位置とは対極側方向の位置にスリット６５を設けていない実施例を示している。かかる構成であっても、スリット６５が存在することで軸受部材の熱収縮による上述の「ロック」抑制効果はあるが、図６（ａ）に示すようにシャフト３０が回転した場合に、軸受部材が収縮した状態になると軸受本体部がシャフト３０に巻き付こうとする力が生じるところ、当該構成では一方の突起６４ａからスリット６５までの周回接触長が長くなるため前記巻き付き力が大きくなり、結果として図６（ｂ）に示すようにスリット６５の間隔が閉じてしまい、シャフト３０と軸受部材６との摩擦が大きくなってしまうことがある。
【００２７】
なお、回り止め用突起がフィールド１の係止孔１１にリジットに装着される場合、このような現象は生じないとも考えられるが、一般的には軸受部材６の装着容易性を考慮して、突起は若干の遊びをもって係止孔１１に嵌入（遊嵌）される。このため、もう一方の突起６４ｂが存在するにもかかわらず、スリット６５が閉じてしまうという現象が生じうるのである。
【００２８】
これに対し図３に示す軸受部材を用いた場合、スリット６５は、左右の突起６４ａ、６４ｂの双方から見て、最も離間している位置に設けているので、軸受部材が収縮し軸受本体部がシャフト３０に巻き付こうとする力が生じたとしても、この巻き付き力が極小となるようにスリット６５を設けていることになる。従って、図５に示すようにシャフト３０が回転したとしても、シャフト３０と軸受部材６との摩擦を比較的小さくすることができるものである。また、図６の実施例のように突起６４ａと６４ｂの間にスリットを設ける場合に比べて、スリット６５と突起６４ａ、６４ｂとが近接していない分、スリット幅の拡張自由度があり、この点でもシャフト３０への軸受部材６の「ロック」を抑制することができる。
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施形態につき説明したが、軸受部材の形態等については種々変更可能であり、例えば回り止め用の突起６４を１個としても、あるいは３個以上としても良い。またスリット６５は、図３に示す実施例のように上側部６３ｂの周回方向中央に設けずとも、例えばシャフトの回転方向等を考慮して、またフランジ形状等を考慮して、いずれかの方向に偏在している態様であっても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明した通りの本発明の電磁クラッチによれば、励磁コイルの熱が断続的に軸受部材に加わり、軸受部材がこれにより収縮したとしても、スリットの存在により軸受部材のシャフトへの「ロック」を抑止することができる。従って、軸受部材の構成材料として、温度変化に対する寸法安定性に優れる特殊材料を選定せずとも良くなり、安価な一般的な樹脂材料を用いることができるので、コストダウンを図ることができる。
【００３１】
また、形態的な加工は軸受部材にスリット加工を施すのみであるので、金型等を調製するだけで対応可能であり、製造工程が複雑化することもない。さらに、スリットが存在しているので、軸受部材の内径が変動可能であるので、寸法管理の厳格性もある程度緩和させ得る等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁クラッチの断面図である。
【図２】図１に示す電磁クラッチの分解断面図である。
【図３】本発明で用いる軸受部材の一例を示す正面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電磁クラッチ正面図である。
【図５】図４に示す電磁クラッチにおける軸受部材とシャフトとの摩擦状態を説明するための平面図である。
【図６】軸受部材とシャフトとの摩擦状態を説明するための平面図である。
【図７】従来の電磁クラッチの一例を示す断面図である。
【図８】従来の軸受部材の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    フィールド
２    励磁コイル
３    ロータ
３０  シャフト
４    アーマチャ
５    板バネ
６    軸受部材
６２  筒体部
６３  フランジ部
６４  回り止め用係止部
６５  スリット
【図１】
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【図２】
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【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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