(57)【要約】【課題】クラッチ取り付け板を備えたフィールドコアを容易に製造することができ、電磁クラッチの組み立て作業を容易にして製造コストの低減化を図る。【解決手段】電磁コイル１０を内蔵したフィールドコア１４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２０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２６と、前記回転軸に外嵌され、前記入力ハブ２６の前記ロータ２０と対向する端面に取り付けられたアーマチュア２２とを具備する電磁クラッチにおいて、前記フィールドコア１４の外周壁が所要幅に切り起こされて、該切り起こし片１１がクラッチ取り付け板１３に形成されていることを特徴とする。【選択図】　　　　　図１
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【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と、前記回転軸に外嵌され、前記入力ハブの前記ロータと対向する端面に取り付けられたアーマチュアとを具備する電磁クラッチにおいて、
前記フィールドコアの外周壁が所要幅に切り起こされて、該切り起こし片がクラッチ取り付け板に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】
前記フィールドコアは前記ロータ側が開口するカップ状に形成されており、該フィールドコア外周壁が開口端から底壁側に向けて所要幅に切り起こされて、該切り起こし片がクラッチ取り付け板に形成さ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】
前記クラッチ取り付け板は、前記フィールドコア外周面に対して垂直に切り起こされていることを特徴とする請求項２記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
前記クラッチ取り付け板は、中途で屈曲されて、先端側が前記フィールドコア外周面に対して垂直に設けられていることを特徴とする請求項２記載の電磁クラッチ。
【請求項５】
前記クラッチ取り付け板の先端側は、前記フィールドコアの底壁面より外方に位置していることを特徴とする請求項４記載の電磁クラッチ。
【請求項６】
前記フィールドコアの外筒の底部に、コイルボビンと一体にコイルボビンの側面から突設された電源接続用端子ボックスを挿通する挿通孔が複数個設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項記載の電磁クラッチ。
【請求項７】
前記回転軸が、筒状をなし、端面から軸線方向に所要の長さ切り欠かれた第１の切欠部及び第２の切欠部が形成された第１の回転軸と、大径部と小径部を有し、小径部が前記第１の回転軸に挿入され、前記小径部の外周面に突出して前記第１の回転軸の前記第１の切欠部に嵌まり込む嵌合突起が形成された第２の回転軸とからなり、前記ロータが、該ロータの円形孔の内壁から内方に突出する内縁突起を有し、該内縁突起が前記第１の回転軸の前記第２の切欠部に嵌まり込むようにして前記第１の回転軸上に外挿されると共に、該内縁突起が、前記第２の切欠部の奥壁と前記第２の回転軸の小径部と大径部との間の段差壁とで押圧挟持されることによって回転軸上に固定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の電磁クラッチ。
【請求項８】
前記第１の切欠部と前記第２の切欠部とは、切欠部の幅及び長さがそれぞれ同一に形成されていることを特徴とする請求項７記載の電磁クラッチ。
【請求項９】
前記第２の回転軸が合成樹脂からなることを特徴とする請求項７または８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、電磁クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に従来の電磁クラッチ２００の構成を示す。１４はフィールドコア、１０はフィールドコア１４内に配置された電磁コイル、１２はコイルボビンである。１３はクラッチ取り付け板であり、フィールドコア１４の底部１４ｃにスポット溶接などの固定手段により軸線方向と直角に先端側を突出して取り付けられている。１６は軸受けであり、回転軸２４を回転自在に軸受けしている。２０はロータであり、中央の円形孔に回転軸２４が挿通され、カシメ、圧入などの固定手段により、回転軸２４と一体回転するように回転軸２４上に固定されている。２６は入力ハブであり回転軸２４上に回転自在に外挿されている。２２はアーマチュアであり、入力ハブ２６にスプリング部材（一例として板バネ２５）を介して取り付けられている。
【０００３】
電磁コイル１０への非通電時には、入力ハブ２６及びアーマチュア２２は回転軸２４上で空転している。電磁コイル１０へ通電されると、アーマチュア２２が板バネ２５の弾性力に抗して電磁コイル１０側に吸引されてロータ２０に当接し、回転軸２４に入力ハブ２６からの回転力が伝達される。
なお、１０ａは電磁コイル１０のコイル端に接続する導線であり、フィールドコア１４の底部１４ｃから外方に延出するように設けられている。従来の電磁クラッチでは、フィールドコア１４の底部に導線１０ａを挿通する挿通孔を設け、挿通孔から導線１０ａを引き出すようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の電磁クラッチでは、フィールドコア１４とは別部品としてクラッチ取り付け板１３を形成し、フィールドコア１４を製作した後、フィールドコア１４の底部１４ｃにスポット溶接等の固定手段によって取り付けているため、クラッチ取り付け板１３を取り付けるための作業工数がかかり、製造コストが高くなるという問題があった。また、溶接の不備により欠陥品が発生したり、クラッチ取り付け板１３の取り付け位置の精度出しが難しいといった課題があった。
また、従来の電磁クラッチでは、フィールドコア１４の底部１４ｃから導線１０ａを引き出すようにして組み立てるから、組み立て作業が煩雑であるとともに、導線の引き出し位置に合わせてあらかじめフィールドコア１４の底部１４ｃに挿通孔を形成しておかなければならないという課題があった。導線１０ａの引き出し位置はクラッチ取り付け板１３の取り付け位置との関係で、製品によって異なる位置となっているからである。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、フィールドコアに容易にクラッチ取り付け板を形成することができ、また、フィールドコアから引き出す導線の引き出し位置を適宜選択して組み立てることができ、組み立て作業を容易にして製造コストを好適に低減させることができる電磁クラッチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、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と、前記回転軸に外嵌され、前記入力ハブの前記ロータと対向する端面に取り付けられたアーマチュアとを具備する電磁クラッチにおいて、前記フィールドコアの外周壁が所要幅に切り起こされて、該切り起こし片がクラッチ取り付け板に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
前記フィールドコアは前記ロータ側が開口するカップ状に形成されており、該フィールドコア外周壁が開口端から底壁側に向けて所要幅に切り起こされて、該切り起こし片がクラッチ取り付け板に形成されているもの、また、前記クラッチ取り付け板は、前記フィールドコア外周面に対して垂直に切り起こされているもの、また、前記クラッチ取り付け板は、中途で屈曲されて、先端側が前記フィールドコア外周面に対して垂直に設けられているもの、また、前記クラッチ取り付け板の先端側は、前記フィールドコアの底壁面より外方に位置しているものが好適に用いられる。
【０００８】
また、前記回転軸が、筒状をなし、端面から軸線方向に所要の長さ切り欠かれた第１の切欠部及び第２の切欠部が形成された第１の回転軸と、大径部と小径部を有し、小径部が前記第１の回転軸に挿入され、前記小径部の外周面に突出して前記第１の回転軸の前記第１の切欠部に嵌まり込む嵌合突起が形成された第２の回転軸とからなり、前記ロータが、該ロータの円形孔の内壁から内方に突出する内縁突起を有し、該内縁突起が前記第１の回転軸の前記第２の切欠部に嵌まり込むようにして前記第１の回転軸上に外挿されると共に、該内縁突起が、前記第２の切欠部の奥壁と前記第２の回転軸の小径部と大径部との間の段差壁とで押圧挟持されることによって回転軸上に固定されていることを特徴とする。これにより第１の回転軸と第２の回転軸とを組み付ける工程時に、同時にロータを組み込むことができ組み立て作業が容易になる。
また、前記第１の切欠部と前記第２の切欠部の切欠部の幅及び長さがそれぞれ同一に形成されていることは、第１の回転軸に切欠部を加工する作業が容易になり、組み付け作業時には、いずれの切欠部に第２の回転軸の嵌合突起及びロータの内縁突起を嵌めてもよいため、組み付け作業が容易になり、間違った組み付けが防止できるという利点がある。
また、前記第２の回転軸は合成樹脂からなることものが好適に用いられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係る電磁クラッチ１００の上半断面図、図２は電磁クラッチ１００の斜視図である。
図１において、１３はクラッチ取り付け板であり、ロータ２０側が開口するカップ状に形成されたフィールドコア１４の外周壁が開口端側から底部側に向けて所要幅に切り起こされた切り起こし片１１として形成されている。クラッチ取り付け板１３は、切り起こし片１１がプレス加工等により中途で屈曲されて先端側がフィールドコア１４の底部１４ｃより外方に位置すると共に、先端側がフィールドコア１４外周面に対して垂直に延出するように形成されている。
また、クラッチ取り付け板１３は、図２に示すように、切り起こし片１１の先端に切欠部１１ａが形成されることによってＵ字状に形成されている。
【００１０】
図１において、フィールドコア１４は、内筒１４ａと外筒１４ｂと、内筒１４ａと外筒１４ｂの端面を連結する底部１４ｃとを有し、磁性材料（一例として鉄）を用いて、プレス加工により、全体としてカップ状に形成されている。
内筒１４ａは、その内径が第１の回転軸１５の外径より若干大径に形成されており、第１の回転軸１５が挿通可能になっている。なお、内筒１４ａの口縁はＲ面に形成されており、これによって、第１の回転軸１５を内筒１４ａ内にスムーズに挿入できる。内筒１４ａは第１の回転軸１５の軸受けとなる。
【００１１】
上記構成によれば、フイールドコア１４と軸受けとなる内筒１４ａとが一体に形成されるので、製造コストを低減させることができる。なお、図１に示すように、フィールドコア１４の内筒１４ａの口縁に別部品の軸受け１６を組み付けて、軸受け１６によって第１の回転軸１５を受けるようにしてもよい。
【００１２】
また、図２に示すように、フィールドコア１４の底部１４ｃには、後述するコイルボビン１２と一体に形成されコイルボビン１２の側面から延出する電源接続用端子ボックス１２ａを挿通する挿通孔１４ｄが設けられている。電源接続用端子ボックス１２ａは電磁コイルのコイル端と電気的に接続して設けられ、電源接続用端子ボックス１２ａに設けた端子に導線を脱着することによって電磁コイルと電源とを電気的に接続する。本実施形態ではクラッチ取り付け板１３と対向する半円部に、９０度間隔で３つの同形に形成した挿通孔１４ｄを形成している。
【００１３】
コイルボビン１２をフィールドコア１４に装着する際には、コイルボビン１２を周方向に回して挿通孔１４ｄを選択し、挿通孔１４ｄと電源接続用端子ボックス１２ａとを位置合わせし、電源接続用端子ボックス１２ａを挿通孔１４ｄに挿通するようにすればよい。電源接続用端子ボックス１２ａの設置位置は挿通孔１４ｄの位置によって規制されるから、電源接続用端子ボックス１２ａの設置位置に合わせてフィールドコア１４に挿通孔１４ｄを形成しておくことにより、適宜挿通孔１４ｄを選択してコイルボビン１２を取り付けることができる。なお、電源接続用端子ボックス１２ａの取り付け位置は、装置側での各部材の配置等からクラッチ取り付け板１３の取り付け位置との関係で設置位置が選択されるものである。電源接続用端子ボックス１２ａの取り付け位置がいくつかの位置に共通化される場合はこれらの位置に合わせてあらかじめフィールドコア１４に挿通孔１４ｄを形成しておけばよい。
【００１４】
図１で、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１２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ている。
筒状部の内径は内筒１４ａの外径より若干大径に形成され、電磁コイル１０はコイルボビン１２と共に内筒１４ａと外筒１４ｂとの間に配設される。
【００１５】
図３に、第１の回転軸１５の斜視図を示す。第１の回転軸１５は、その外径が、フィールドコア１４の内筒１４ａの内径より若干小径に形成された略円筒体をなす部材であり、中心に長手方向に沿って挿通孔１５ａが形成されている。第１の回転軸１５は、磁性材料（一例として鉄）を用いて、全長はフィールドコア１４の長さより若干長く形成される。
図３に示すように、第１の回転軸１５の一方の端面には、一対の対向する第１の切欠部１５ｂ、１５ｂと、一対の対向する第２の切欠部１５ｃ、１５ｃとが形成されている。第１の切欠部１５ｂと第２の切欠部１５ｃは、その幅及び長さが同一となるように形成するのが好ましい。
【００１６】
図４は、第２の回転軸１７の形状を示す斜視図である。
第２の回転軸１７は、合成樹脂材料を用いて形成され、大径部１８と小径部１９を有し、小径部１９の端部の外周面には止め輪用の溝１７ａが形成され、大径部１８の端面には、円環状に形成されたフランジ部１８ａが形成されている。
第２の回転軸１７の全長は、第１の回転軸１５の全長より長く形成されている。また、第２の回転軸１７の小径部１９の外径は、第１の回転軸１５の内径より若干小径に形成されており、この小径部１９が第１の回転軸１５の挿通孔１５ａ内に挿通される。
第２の回転軸１７は、中心に軸線方向に挿通孔１７ｂが形成され、この挿通孔１７ｂ内には図１に示す出力軸２１が挿通される。挿通孔１７ｂと出力軸２１は断面がＤ状（Ｄカット部１７ｄ）に形成され、これにより、出力軸２１と第２の回転軸１７とは一体に回転できるようになっている。
【００１７】
図４において、１７ｃ、１７ｃは第２の回転軸１７の小径部１９上に形成された嵌合突起であり、小径部１９と大径部１８との間の段差面から軸線方向に所要の長さだけ延出して形成され、この嵌合突起１７ｃ、１７ｃが第１の回転軸１５の第１の切欠部１５ｂ、１５ｂに嵌まり込む。
小径部１９の全長は、小径部１９が第１の回転軸１５に挿入され、嵌合突起１７ｃ、１７ｃが第１の切欠部１５ｂ、１５ｂに嵌まり込んだ際に、止め輪用の溝１７ａが第１の回転軸１５の端部から突出する長さに設定されている。
【００１８】
図５はロータ２０の斜視図である。
ロータ２０は、磁性材料（一例として鉄）を用いて、図５に示すように、断面がコの字状をなす浅皿状に形成されている。なお、ロータ２０は単に板状のものであってもよい。本発明では、浅皿状、板状のものを含めてリング状としている。ロータ２０の中心には円形孔２０ａが形成されている。２０ｂは円形孔２０ａの内壁から内方に向けて突出して設けられた一対の弧状の内縁突起であり、第２の切欠部１５ｃ、１５ｃに嵌まり合うように形成されている。
【００１９】
第１の回転軸１５、第２の回転軸１７、ロータ２０の組み付けは次のようにして行う。
まず、第１の回転軸１５の第２の切欠部１５ｃ、１５ｃに内縁突起２０ｂ、２０ｂが嵌まり合うように、第１の回転軸１５をロータ２０の円形孔２０ａに挿入する。次に、大径部１８上に入力ハブ２６とアーマチュア２２とを配置した第２の回転軸１７の小径部１９を第１の回転軸１５に挿入し、その嵌合突起１７ｃ、１７ｃが第１の回転軸１５の第１の切欠部１５ｂ、１５ｂに進入し、嵌まり合うようにする。そして、溝１７ａに止め輪３２を嵌めることで抜け止めされる。
【００２０】
第２の回転軸１７の小径部１９が第１の回転軸１５に挿入され、かつ嵌合突起１７ｃ、１７ｃが第１の切欠部１５ｂ、１５ｂに嵌まり合うことで、第１の回転軸１５と第２の回転軸１７とは一体化され、同時に回転される。
同時に、ロータ２０の内縁突起２０ｂ、２０ｂは、第２の切欠部１５ｃ、１５ｃの奥壁と、小径部１９と大径部１８との間の段差壁とで押圧挟時される。これにより、ロータ２０は回転軸上で軸方向に動くことはなく、また、内縁突起２０ｂ、２０ｂが第２の切欠部１５ｃ、１５ｃに嵌まり合うことで回転軸と一体回転する。
【００２１】
前記のように、第１の切欠部１５ｂ、１５ｂと第２の切欠部１５ｃ、１５ｃの幅及び長さを同一にすることにより、第１の回転軸１５の端面に同一形状の切欠部を形成すればよいため、切欠部の加工作業が容易になる。しかも、ロータ２０と第２の回転軸１７とを組み付ける際には、いずれの切欠部に第２の回転軸１７の嵌合突起１７ｃ、１７ｃ及びロータ２０の内縁突起２０ｂ、２０ｂを嵌めてもよいため、組み付け作業が容易になると共に、間違った組み付けを防止することができる。
【００２２】
図１において、２６は入力ハブであり、中心に円形孔２６ａを有し、合成樹脂材料を用いて円板状に形成され、ロータ２０を挟んで電磁コイル１０と反対側の第２の回転軸１７上に第２の回転軸１７と同軸になるように回転自在に外挿されている。
２２はアーマチュアであり、入力ハブ２６にスプリング部材に固定されて取り付けられている。
【００２３】
以上説明した構成の電磁クラッチ１００は、電磁コイル１００が非通電状態の場合には、入力ハブ２６に入力される回転力はロータ２０には伝達されず、従って第１の回転軸１５、さらには出力軸は回転しない。
電磁コイル１００に通電されると、図６の破線で示すような磁性回路が、フィールドコア１４、第１の回転軸１５、ロータ２０及びアーマチュア２２内に形成される。これによって、アーマチュア２２は前記スプリング部材の付勢力に坑してロータ２０側に移動してロータ２０に吸着される。よって、入力ハブ２６に入力された回転力は、アーマチュア２２、前記スプリング部材を介してロータ２０に伝達され、さらに、第１の回転軸１５、最終的に出力軸２１に伝達される。
なお、電磁コイル１００が再び非通電状態になると、アーマチュア２２に対する電磁コイル１００の吸引力が失せるため、前記スプリング部材の付勢力によりアーマチュア２２は入力ハブ２６側に移動して、元の位置に戻る。
【００２４】
以上の説明は、本発明に係る好適な実施の形態の一例であって、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内でさらに多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
例えば、本実施の形態ではクラッチ取り付け板１３は、図１〜図２に示すように、切り起こし片１１が中途で屈曲されて先端側がフィールドコア１４外周面に対して垂直に形成されてなるが、これに限定されるものではない。
すなわち、図７に示すように、クラッチ取り付け板１３は、フィールドコア１４の外周壁を所要幅に切り起こして、この切り起こし片１１を中途で屈曲せずに切り起こし片１１をフィールドコア１４外周面に対して垂直に形成してもよい。さらに、図１〜図２及び図７に示すクラッチ取り付け板１３は、全体形状がカップ状に形成されたフィールドコア１４の外周壁を切り起こしてなる切り起こし片１１から形成されるが、クラッチ取り付け板１３は、断面ロの字状あるいは断面コの字状をなすフィールドコア外周壁を切り起こしてなる切り起こし片から形成してもよい。
【００２５】
また、本実施の形態では、第２の回転軸１７の溝１７ａが形成された端部とは反対側の端面にフランジ部１８ａを設けることで第２の回転軸１７上からの入力ハブ２６の抜け防止を図っているが、これに限定されるものではなく、たとえば、第２の回転軸１７の溝１７ａが形成された端部と反対側の端面にフランジ部１８ａを設けずに、周溝を設けて、この溝に止め輪３２と同様の止め輪を供め込むことで第２の回転軸１７からの入力ハブ２６の抜け防止を図ってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係る電磁クラッチによれば、フィールドコアの外周壁が所要幅に切り起こされた切り起こし片がクラッチ取り付け板としてフィールドコアと一体に形成されていることにより、フィールドコアに別体で形成したクラッチ取り付け板を溶接等によって取り付ける必要がなくなり、電磁クラッチの組み立て作業を容易にすることができ、電磁クラッチの製造コストを下げることができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁クラッチの実施形態の構成を示す部分断面図である。
【図２】電磁クラッチの斜視図である。
【図３】第１の回転軸の斜視図である。
【図４】第２の回転軸の斜視図である。
【図５】ロータの斜視図である。
【図６】電磁クラッチの電磁コイルに通電した状態を示す部分断面図である。
【図７】電磁クラッチの他の実施形態の構成を示す部分断面図である。
【図８】従来の電磁クラッチの構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１０　電磁コイル
１１　切り起こし片
１１ａ　切欠部
１２　コイルボビン
１３　クラッチ取り付け板
１４　フィールドコア
１５　第１の回転軸
１５ｂ　第１の切欠部
１５ｃ　第２の切欠部
１７　第２の回転軸
１７ｃ　嵌合突起
１８　大径部
１９　小径部
２０　ロータ
２０ａ　円形孔
２０ｂ　内縁突起
２１　出力軸
２２　アーマチュア
２６　入力ハブ
１００、２００　電磁クラッチ
【図１】
2004138173.tif 000003
【図２】
2004138173.tif 000004
【図３】
2004138173.tif 000005
【図４】
2004138173.tif 000006
【図５】
2004138173.tif 000007
【図６】
2004138173.tif 000008
【図７】
2004138173.tif 000009
【図８】
2004138173.tif 000010