(57)【要約】【課題】コイルへの通電時にツース部を完全に噛み合わせ、トルク不足や歯先の欠損、摩耗を防ぐことができ、かつ、伝達、切断の動作を安定化した電磁ツースクラッチ／ブレーキを提供すること。【解決手段】ロータ２２は、軸受部材２４を介して励磁用コイル３１が配置された固定部３０に回転自在に支持され、出力ギア２３は、入力軸２１に対して回転可能に取り付けられている。出力ギア２３には、軸方向にスライド可能に一体回転するディスク状のアーマチュア２５が板ばね２６によりロータから離れる方向に付勢されて取り付けられている。ロータのディスク部２２ｂの外周側には、軸方向に向けた第１ツース部２２ｃが形成され、これより内周側に磁路を切断する第１ブリッジ部２２ｄが形成されている。アーマチュアの外周側には、第１ツース部に噛み合う第２ツース部２５ａが形成され、その内側に磁路を切断する第２ブリッジ部２５ｂが形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側から入力される回転トルクを一次側及び二次側の各ツース部を介して出力部／制動部に伝達し、あるいは切断する電磁ツースクラッチ／ブレーキにおいて、
通電状態又は非通電状態になる励磁コイルと、
前記励磁コイルが通電状態となることにより電磁石化される前記一次側のロータと、
前記ロータを挟んで前記励磁コイルの反対側で前記ロータに対向して配置され、前記励磁コイルへの通電・非通電を制御することにより前記ロータに対して離接する二次側のアーマチュアと、を備え、
前記ロータは、ディスク部を有すると共に、該ディスク部の外周側の部分に軸方向に向けて形成された第１ツース部を有し、
前記アーマチュアは、ディスク状に形成され、該アーマチュアの外周側の部分には前記第１ツース部に噛み合い可能な第２ツース部が形成されると共に、該アーマチュアを前記ロータから離れる方向に付勢する付勢手段が設けられ、
前記ロータには、磁路を切断する第１ブリッジ部が前記第１ツース部より内周側に形成され、
前記アーマチュアには、磁路を切断する第２ブリッジ部が前記第２ツース部より内周側に形成されていることを特徴とする電磁ツースクラッチ／ブレーキ。
【請求項２】
前記第２ブリッジ部は、前記第１ブリッジ部より外周側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキ。
【請求項３】
前記ロータが一体回転するよう固定された入力軸を備え、前記出力部／制動部は、前記入力軸を回転可能に、かつ、軸方向には移動しないよう保持していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一次側の回転トルクを二次側の出力部／制動部に伝達し、あるいは切断する電磁クラッチ／ブレーキに関し、特に、歯（ツース）の噛み合いでトルクを伝達する電磁ツースクラッチ／ブレーキの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電磁ツースクラッチは、例えば特許文献１に開示されている。
図７は、この文献に記載された電磁ツースクラッチを示す縦断側面図である。図７の電磁ツースクラッチＡは、入力軸１と一体に回転するロータ２と、磁性フィールド６内に巻回された電磁コイル３を備えて入力軸１を回転可能に支持する固定部７と、ロータ２に対して軸方向にスライド可能に配置されたアーマチュア５と、このアーマチュア５と一体に回転する出力軸４とを備えている。
アーマチュア５は、出力軸４内に配置されたリターンスプリング１０により、常にロータ２から離反する方向に付勢されている。
【０００３】
ロータ２に形成されたスリット１１の内部には、トルクの伝達を行うツース部（歯面）が形成され、アーマチュア５には、ロータ２へ接近した時にロータ２のスリット１１内の歯面に噛み合うツース部（歯型）１３が形成されている。電磁コイル３へ通電すると、図中破線で示すように磁路Ｍが形成され、スリット１１内部のツース部とアーマチュア５のツース部１３とが噛み合い、入力軸１の回転を出力軸４に伝達する。なお、９はアーマチュア５のスプライン部である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２６７５１号公報  図１（Ｂ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電磁ツースクラッチでは、電磁コイル３への通電時に磁路Ｍがツース部を通して形成されるため、図８に示すようにツース部の歯の先端を磁気が流れ、先端部同士が吸着してツース部が完全に噛み合わず、トルク不足やツース部の歯の欠損、摩耗といった問題が発生する。
また、従来の構成では、歯面を吸着面としているため、磁気抵抗にバラツキがあり、コイルへの通電、非通電による回転力の伝達、切断の動作が不安定である（動作時間にバラツキが生じる）という問題もあった。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、コイルへの通電時にツース部を完全に噛み合わせることにより、トルク不足や歯先の欠損、摩耗を防ぐことができ、かつ、回転力の伝達、切断の動作を安定させることができる電磁ツースクラッチ／ブレーキを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁ツースクラッチ／ブレーキは、上記の目的を達成させるため、回転トルクを一次側及び二次側の各ツース部を介して出力部／制動部に伝達し、あるいは切断する構成において、通電状態又は非通電状態になる励磁コイルと、励磁コイルが通電状態となることにより電磁石化される一次側のロータと、ロータを挟んで励磁コイルの反対側でロータに対向して配置され、励磁コイルへの通電・非通電を制御することによりロータに対して離接する二次側のアーマチュアと、を備え、ロータは、ディスク部を有すると共に、該ディスク部の外周側の部分に軸方向に向けて形成された第１ツース部を有し、アーマチュアは、ディスク状に形成され、このアーマチュアの外周側の部分には第１ツース部に噛み合い可能な第２ツース部が形成されると共に、アーマチュアをロータから離れる方向に付勢する付勢手段が設けられ、ロータには、磁路を切断する第１ブリッジ部が第１ツース部より内周側に形成され、アーマチュアには、磁路を切断する第２ブリッジ部が第２ツース部より内周側に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、励磁用コイルへの通電時には、固定部からロータ、アーマチュアを通る磁路が第１、第２ツース部を通らずに形成されてアーマチュアをロータ側に吸引し、第１、第２ツース部を噛み合わせてロータの回転を出力部／制動部に伝達し、励磁用コイルへの非通電時には、付勢手段の付勢力によりアーマチュアをロータから離反させ、第１、第２ツース部の噛み合いを解除して回転の伝達を切断する。コイルへの通電時に磁束がツース部を通らないため、ツース部を常に完全に噛み合わせることができ、大きな伝達トルクを確保することができると共に、歯の先端部の欠損や摩耗を防ぐことができる。
【０００９】
なお、第２ブリッジ部は、第１ブリッジ部より外周側に形成されていることが望ましい。また、ロータが一体回転するよう固定された入力軸を備える場合には、出力部／制動部は、入力軸を回転可能に、かつ、軸方向には移動しないよう保持することが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる電磁ツースクラッチ／ブレーキの実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態では、本発明を電磁ツースクラッチに適用した例について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる電磁ツースクラッチを示す略半部縦断側面図であり、図２は、図１の電磁ツースクラッチを図中左側から見た正面図である。
まず、図１、図２に基づいて全体構成を説明する。
【００１１】
本実施の形態にかかる電磁ツースクラッチＢは、入力軸２１に固定された入力側（一次側）のロータ２２の回転を出力部（二次側）である出力ギア２３に伝達し、あるいは切断する電磁式クラッチである。
ロータ２２は、ドライベアリング等の軸受部材２４を介して励磁用コイル３１が配置された固定部３０に回転自在に支持され、出力ギア２３は、図示せぬ軸受部材を介して入力軸２１に対して回転可能に、かつ、軸方向には移動しないよう取り付けられている。
【００１２】
出力ギア２３には、出力ギア２３に対して軸方向にスライド可能に一体回転するディスク状のアーマチュア２５が、ロータ２２を挟んで固定部３０の反対側に取り付けられている。
アーマチュア２５は、付勢手段である板ばね２６により、常時ロータ２２から離れる方向に付勢されている。
【００１３】
固定部３０は、ボビン３２に巻回された励磁用コイル３１が、ロータ２２側に向けて開口する断面「コ」字状のフィールドコア３３内に収納されて構成されている。フィールドコア３３の一部には、配線用の孔３３ａが形成されており、この孔３３ａを通して、外部の駆動回路から励磁用コイル３１に給電するためのリード線３４が引き出されている。
【００１４】
続いて、ロータ２２の平面図である図３、及びアーマチュア２５の平面図である図４をも参照してこれらの部材について詳細に説明する。
【００１５】
ロータ２２は、図１に示すように、入力軸２１のローレット部２１ａに固定された円筒部２２ａと、この円筒部２２ａの図中右側の端部からフランジ状に形成されたディスク部２２ｂとを有する。
そして、このディスク部２２ｂの外周側の部分に、軸方向に向けて形成された第１ツース部２２ｃを有する。
第１ツース部２２ｃは、図８に示したような断面形状を有する複数（この例では７２個）の歯が、図３に示すように円周上に等間隔で配列して形成されている。また、ロータ２２のディスク部２２ｂには、磁路を切断する第１ブリッジ部２２ｄが第１ツース部２２ｃより内周側に形成されている。
【００１６】
アーマチュア２５の外周側の部分には、第１ツース部２２ｃに噛み合い可能な第２ツース部２５ａが形成されている。
第２ツース部２５ａも、第１ツース部２２ｃと同様に、図８に示したような断面形状を有する複数（この例では７２個）の歯が、図４に示すように円周上に等間隔で配列して形成されている。
また、アーマチュア２５には、磁路を切断する第２ブリッジ部２５ｂが第２ツース部２５ａの内周側に隣接して形成されている。なお、第２ブリッジ部２５ｂは、第１ブリッジ部２２ｄより外周側に形成されている。
【００１７】
次に、上記のように構成された本実施の形態にかかる電磁ツースクラッチＢの作動について図５及び図６を参照して説明する。
図５は、励磁用コイル３１への通電時の状態を示す半部拡大断面図、図６は非通電時の状態を示す同様の図である。
【００１８】
励磁用コイル３１への通電時には、図５に破線で示したような磁路Ｍが形成される。すなわち、コイルへの通電により発生した磁束は、フィールドコア３３からロータ２２を介してアーマチュア２５を通る。
ロータ２２については、第１ブリッジ部２２ｄの両側を磁束が通るが、アーマチュア２５については、第２ブリッジ部２５ｂの内側にのみ磁路が形成され、第１ツース部２２ｃ、第２ツース部２５ａを通らずに磁路が形成される。
この結果、アーマチュア２５が板ばね２６の付勢力に抗してロータ２２側に吸引され、第１、第２ツース部２２ｃ、２５ａが噛み合って入力軸２１の回転が出力ギア２３に伝達される。
【００１９】
上記のように、励磁用コイル３１への通電時に磁束が第１、第２ツース部２２ｃ、２５ａを通らないため、従来のように歯の先端部同士が吸着することがなく、各ツース部を常に完全に噛み合わせることができる。
したがって、大きな伝達トルクを確保することができると共に、歯の先端部の欠損や摩耗を防ぐことができる。
また、アーマチュア２５の平坦部分に吸引力が作用するため、従来のように歯面に吸引力が作用する場合と比較すると磁気抵抗が安定し、コイルへの通電、非通電による回転力の伝達、切断の動作が安定する（動作時間が一定になる）。
【００２０】
一方、励磁用コイル３１への非通電時には、磁気による吸引力は作用しないため、図６に示すように、板ばね２６の付勢力によりアーマチュア２５はロータ２２から離反して出力ギア２３側に後退する。
これにより、第１、第２ツース部２２ｃ、２５ａの噛み合いは解除され、入力軸２１が回転しても出力ギア２３には伝達されない。
【００２１】
なお、上記の実施の形態では、コイル静止形の電磁ツースクラッチに本発明を適用したが、本発明の範囲はこれに限定されず、コイル回転形の電磁ツースクラッチに対しても同様に適用することができる。
【００２２】
また、本発明は、電磁ツースブレーキに対しても適用可能である。
この場合には、出力部（出力ギア２３）に代えて、回転しない制動部を設ければよい。制動部を設けた場合には、励磁コイルへの通電によりロータの第１ツース部とアーマチュアの第２ツース部とが噛み合うと、アーマチュアの回転は制動部により規制されるため、ロータの回転にも制動がかかる。励磁コイルへの非通電時には、ツース部の噛み合いが解除されるため、制動力がかからない。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されるから、次に示すような優れた効果を有する。
（１）請求項１に記載のように、第１、第２ブリッジ部を設けることにより、励磁用コイルへの通電時に磁束が第１、第２ツース部を通らないため、従来のように歯の先端部同士が吸着することがなく、各ツース部を常に完全に噛み合わせることができる。
したがって、大きな伝達トルクを確保することができると共に、歯の先端部の欠損や摩耗を防ぐことができる。
また、アーマチュアの平坦部分に吸引力が作用するため、従来のように歯面に吸引力が作用する場合と比較すると磁気抵抗が安定し、コイルへの通電、非通電による回転力の伝達、切断の動作が安定する（動作時間が一定になる）。
【００２４】
（２）請求項２に記載のように、第２ブリッジ部を第１ブリッジ部より外側に形成することにより、ロータについては第１ブリッジ部の両側に磁束を通し、アーマチュアについては第２ブリッジ部の内側にのみ磁束を通すことができ、ロータを大径化することなく、上記の効果を得ることができる。
【００２５】
（３）請求項３に記載したように、ロータと一体回転する入力軸を出力部／制動部により回転可能に保持した場合には、固定部の一方側に入力部と出力部／制動部とを配置することができ、このような配置を要する用途について、コンパクトな構成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電磁ツースクラッチの略半部縦断側面図である。
【図２】図１の電磁ツースクラッチを図中左側から見た正面図である。
【図３】図１に示す電磁ツースクラッチのロータを示す平面図である。
【図４】図１に示す電磁ツースクラッチのアーマチュアを示す平面図である。
【図５】図１の電磁ツースクラッチのコイル通電時の様子を示す半部拡大断面図である。
【図６】図１の電磁ツースクラッチのコイル非通電時の様子を示す半部拡大断面図である。
【図７】従来の電磁ツースクラッチの縦断側面図である。
【図８】従来の電磁ツースクラッチにおける磁束の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
Ｂ：電磁ツースクラッチ
２１：入力軸
２２：ロータ
２２ｃ：第１ツース部
２２ｄ：第１ブリッジ部
２５：アーマチュア
２５ａ：第２ツース部
２５ｂ：第２ブリッジ部
３０：固定部
３１：励磁用コイル
３３：フィールドコア
【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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