(57)【要約】【課題】小型で耐久性がある上に、アマチュアとロータとの離間時のロータの回転停止時間の遅れを抑えた電磁クラッチの提供。【解決手段】駆動軸２と、駆動力伝達手段を備え駆動軸に回転自在に嵌合された回転体３と、回転体３の側面に回転体と一体に回転するように係合された平板状のアマチュア４と、駆動軸２に固定され、アマチュア４の側面と離接可能に対向して配置されたロータ５と、ロータ５とアマチュア４との間に起磁力を与えるコイル８とを備えた電磁クラッチ１であって、前記回転体３には、アマチュア４を係合するアマチュア係合部を設け、前記アマチュア４には、前記アマチュア係合部と係合する回転体係合部を設けたことを特徴とする電磁クラッチ１である。の提供。【選択図】図１
2009058058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、
駆動力伝達手段を備え駆動軸に回転自在に嵌合された回転体と、
回転体の側面に回転体と一体に回転するように係合された平板状のアマチュアと、
駆動軸に固定され、アマチュアの側面と離接可能に対向して配置されたロータと、
ロータとアマチュアとの間に起磁力を与えるコイルとを備えた電磁クラッチであって、
前記回転体には、アマチュアを係合するアマチュア係合部を設け、
前記アマチュアには、前記アマチュア係合部と係合する回転体係合部を設けたことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記アマチュア係合部における回転体の回転時にアマチュアと接して駆動力を伝達する側面と、該側面に接する前記回転体係合部における側面とが面接触していることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
【請求項３】
前記アマチュア係合部における回転体の回転時にアマチュアと接して駆動力を伝達する側面は、ロータ側から離れるほど回転体の回転方向後方に傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
前記アマチュア係合部における回転体の回転時にアマチュアと接して駆動力を伝達する側面のロータ側と反対側に溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
【請求項５】
前記ロータ及びアマチュアが軟磁性材料を含む部材により形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
【請求項６】
前記ロータ及びアマチュアは、コイルにより磁化されていないときは互いに反発するよう磁化されている部分を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
【請求項７】
前記回転体及びアマチュアの少なくとも一方は、アマチュアがコイルにより磁化されていないときは、互いに吸引するよう磁化されている部分を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁クラッチの駆動軸に、ローラを配置したことを特徴とする搬送ローラ。
【請求項９】
請求項８に記載の搬送ローラを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁クラッチ、搬送ローラ、及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、給紙装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、給紙や排紙等の搬送手段により搬送されている記録紙に、画像を直接又は転写等により間接的に形成している。搬送手段は、ゴムローラの摩擦力を利用した搬送ローラを使用している場合が多い。ゴムローラは、電磁クラッチを備えた駆動装置により回転、停止が制御されている。
【０００３】
画像形成装置用の電磁クラッチとしては、例えばこのような画像形成装置に適用される小型の電磁クラッチとして、例えば図１１に示す構造のスプリング式電磁クラッチがよく知られている。この電磁クラッチは、図１１に従って説明すると、駆動軸２を備え、この駆動軸２の端部には図示しない負荷（上記の画像形成装置の場合はレジストローラの軸など）が連結されている。この駆動軸２の外側には、回転体３が回転自在に嵌合されるとともに、ロータ５が駆動軸２と一体回転するように嵌合されている。そして、回転体３には歯車部が設けられ、図外のモータによって駆動される仕組みになっている。さらに、ロータ５とともにコイル８を支持するヨーク６が駆動軸２に回転自在に嵌合されている。ヨーク６は駆動軸２およびロータ５が回転しても滑りを起こして静止状態を維持することができる。
【０００４】
上記のロータ５は、外側円筒部、内側円筒部、および両円筒部を連結する連結部を有している。ロータ５の連結部と回転体３との間の略対向する位置には、中空円板状のアマチュア４が配置されており、このアマチュア４には中空皿状のリターンスプリング４９の一端が固定され、リターンスプリング４９の他端は回転体３に固定されている。したがって、アマチュア４は、回転体３に固定されていることになり、リターンスプリング４９および回転体３と一体回転する。しかし、リターンスプリング４９の作用によって軸方向に微動できるようになっている。
【０００５】
ロータ５の連結部には、その周方向に沿う複数箇所に遮磁穴が形成されている。これらの遮磁穴は後述のアマチュア４への磁路が容易に形成されるように、磁気抵抗を確保するためのものである。
【０００６】
ヨーク６は、大径筒部、小径筒部、および両筒部を連結する底板部によって構成されており、各部で囲まれた内部には、ロータ５の連結部とアマチュア４とが対向する磁極部に対して起磁力を与えるためのコイル８が巻かれたボビン７が収納されている。
【０００７】
駆動軸２の左右端にはストッパ９，１０が配置され、回転体３，ロータ５，ヨーク６などが駆動軸上を軸方向に移動しないようにしている。また、８１は、コイル８に接続されたリード線である。また、駆動軸２は図示していない軸受けにより支持され、ヨーク６も図示していないこの電磁クラッチのケーシングやフレームに支持されている。
【０００８】
上記構成において、リード線８１を介してコイル７に通電されて励磁されると、ロータ５の連結部とアマチュア４との対向部分により形成された磁極部に吸引力が発生して両者が結合し、その結果、図外のモータにより駆動される回転体３からリターンスプリング４９、アマチュア４を介してロータ５にトルクが伝わり、さらにロータ５に一体結合されている駆動軸２が回転して図外の負荷が駆動される。なお、ヨーク６、コイル８、ボビン７は、ロータ５および駆動軸２が回転しても滑りを起こして静止状態を維持したままである。
【０００９】
このコイル８に通電した時の磁路は、コイル８の回りに形成され、ヨーク６の大径筒部→ロータ５の外側円筒部→ロータ５の連結部→アマチュア４→ロータ５の連結部→ロータ５の内側円筒部→駆動軸２の外周部→ヨーク６の小径筒部→ヨーク５の底板部→ヨーク５の大径筒部のようになる。そして、ロータ５とアマチュア４との間に電磁結合が形成され、ロータ５とアマチュア４とは、リターンスプリング４９のばね力に反して密着する。
【００１０】
コイル８の通電を遮断して消磁すると，アマチュア４とロータ５との電磁結合が解除されて、アマチュア５がリターンスプリング４９のばね力によって回転体３側に復帰し、アマチュア４とロータ５とが離間し、アマチュア４からロータ５へのトルク伝達が遮断される。
【００１１】
特許文献１には、ロータ５とアマチュア４との間に電磁結合力のばらつきをなくし、ロータ５とアマチュア４との安定した結合、離間をさせることのできる電磁クラッチが開示されている。この電磁クラッチは、コイルの回りをシェルで覆い、コイルをロータと駆動軸に固定したハブロータとで挟むようにして、ロータ→ハブロータ→シェル→ロータと周回する磁路を形成している。そして、ハブロータ→シェルの磁路を、駆動軸のスラスト方向にし、間隙を小さくすることにより磁力の安定が図れるとしている。
【００１２】
特許文献２には、スプリングを使用しない電磁クラッチが開示されている。図１２，１３にこの電磁クラッチの断面図及び分解斜視図を示す。この電磁クラッチにつき、図１１における部品と同じ機能の部品は同じ符号を付けて説明する。駆動軸２、ロータ５、ヨーク６、ボビン７、コイル８については、図１０に示した電磁クラッチとほぼ同じであるので詳しい説明を省く。この電磁クラッチは、アマチュア４にスプリングを備えていない。そして、円盤状のアマチュア４はその周縁部に複数の突起４５を備えている。この突起４５は、円盤状の面に対し直角に付き出した２本の足を持っている。一方、回転体３のアマチュア４と対向する面には、突起４５の足を収納し、アマチュア４が回転体３と一体になって回転するための係止部を設けている。
【００１３】
アマチュア４は、回転体３とロータ５とで形成された空間中配置されており、駆動軸の方向には微動可能である。このため、コイル８に電流が流れると、磁力が働きアマチュア４はロータ５側に引き寄せられロータ５と密着する。アマチュア４とロータ５とが密着すると回転体３の駆動力は、アマチュア４を介してロータ５に伝わりロータ５も回転する。ロータ５は駆動軸に固定されているので、最終的には回転体３の回転が駆動軸２に伝達される。コイル８の電流が遮断されると、アマチュア４とロータ５との密着力がなくなり、ロータ５すなわち駆動軸２は駆動されなくなる。ここで、アマチュア４とロータ５との離間を確実なものとするため、アマチュア４やロータ５を平面ではなく波形にしたり、皿形にしたりしてバネ力を持たせる工夫なども開示されている。
【００１４】
このような電磁クラッチは、バネを必要とせず、部品点数が少なくなり、小型化できるメリットがある。また、疲労部品であるバネを使用しないことにより電磁クラッチの寿命や信頼性にも良い影響がある。
【特許文献１】特開２００６−２５８２２９号公報
【特許文献２】特開２００６−１７０２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献２に記載の電磁クラッチは、従来のスプリング式の電磁クラッチに比べ優れているが、アマチュア４とロータ５との結合の際に、アマチュア４の突起４５と回転体３の係止部３５との間に衝撃を受けやすい。この為、アマチュア４に亀裂が生じたり、回転体３の係止部３５の、アマチュア４の突起４５の足と接触する部分に破損や摩耗が生じたりする恐れがある。例えば、アマチュア４とロータ５とが結合してアマチュア４に付加が係った瞬間、突起４５の足が回転体３の係止部３５の、回転体３の回転方向後側の側壁３４に当たり側壁３４を破損や摩耗させる。この動作が長期間繰り返されると、側壁３４が大きく破損して破損部３５ａが形成される。そうすると、最初図１４（ａ）に示すような回転体３の係止部３５とアマチュア４の突起４５の係合状態であったものが、図１４（ｂ）に示すように、係止部３５が広がってしまい突起４５の足が破損部３５ａ上に乗り上げてしまう。このような状態になったままコイルの電源を遮断して、アマチュア４とロータ５との密着状態を解除しようとすると、突起４５の足が係止部３５の奥側に移動しにくいため、アマチュア４とロータ５とが密着したままで離間が不十分となる。アマチュア４とロータ５との離間が不十分であると、アマチュア４とロータ５との間の摩擦力が残り、ロータ５がアマチュア４に連れ回りすることがある。このようにしてロータ５の停止時間に遅れが出てくる。
【００１６】
この遅れ時間の変化を耐久テストで確かめたところ、図１５に示すような結果が出た。図１５は、４個の同種の上述の電磁クラッチにつき回転停止を２００万回繰り返した際に、ロータ５すなわちローラの停止遅れ時間をプロットしたグラフである。図１５から判るように、４つの電磁クラッチとも当初の停止遅れ時間は、７ｍｓ程度であったものが１００万回操作時には１１〜１４ｍｓ、２００万回操作時には１２〜１５ｍｓとなった。
【００１７】
このような電磁クラッチの停止遅れは、画像形成装置の記録紙の搬送位置を決める際に問題となり、正確な印刷には重要な問題である。特に、高速印刷になるほど位置ずれは大きくなりやすく、一方で係止部３５の破損摩耗も起こりやすくなる。
【００１８】
本発明の目的は、上記問題点を踏まえ、小型で耐久性がある上に、アマチュアとロータとの離間時のロータの回転停止時間の遅れを抑えた電磁クラッチ、並びにこれを備えた搬送ローラ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため本発明者等は、以下の発明を完成した。  
本発明は、駆動軸と、駆動力伝達手段を備え駆動軸に回転自在に嵌合された回転体と、回転体の側面に回転体と一体に回転するように係合された平板状のアマチュアと、駆動軸に固定され、アマチュアの側面と離接可能に対向して配置されたロータと、ロータとアマチュアとの間に起磁力を与えるコイルとを備えた電磁クラッチであって、前記回転体には、アマチュアを係合するアマチュア係合部を設け、前記アマチュアには、前記アマチュア係合部と係合する回転体係合部を設けたことを特徴とする電磁クラッチである。
【００２０】
好ましい本発明は、前記アマチュア係合部における回転体の回転時にアマチュアと接して駆動力を伝達する側面と、該側面に接する前記回転体係合部における側面とが面接触していることを特徴とする前記電磁クラッチである。
【００２１】
好ましい本発明は、前記アマチュア係合部における回転体の回転時にアマチュアと接して駆動力を伝達する側面は、ロータ側から離れるほど回転体の回転方向後方に傾斜していることを特徴とする前記電磁クラッチである。
【００２２】
好ましい本発明は、前記アマチュア係合部における回転体の回転時にアマチュアと接して駆動力を伝達する側面のロータ側と反対側に溝が形成されていることを特徴とする前記電磁クラッチである。
【００２３】
好ましい本発明は、前記ロータ及びアマチュアが軟磁性材料を含む部材により形成されていることを特徴とする前記電磁クラッチである。
【００２４】
好ましい本発明は、前記ロータ及びアマチュアは、コイルにより磁化されていないときは互いに反発するよう磁化されている部分を備えていることを特徴とする前記電磁クラッチである。
【００２５】
好ましい本発明は、前記回転体及びアマチュアの少なくとも一方は、アマチュアがコイルにより磁化されていないときは、互いに吸引するよう磁化されている部分を備えていることを特徴とする前記電磁クラッチである。
【００２６】
本発明は、前記電磁クラッチの駆動軸に、ローラを配置したことを特徴とする搬送ローラである。
【００２７】
本発明は、前記搬送ローラを備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、小型で耐久性がある上に、アマチュアとロータとの離間時のロータの回転停止時間の遅れを抑えた電磁クラッチ、並びにこれを備えた搬送ローラ及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明を実施するための最良の形態を必要に応じて図面を参照にして説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明の好ましい形態における例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００３０】
（実施形態１）
本発明に係る実施形態１の電磁クラッチを断面図１及び分解斜視図２に示す。この電磁クラッチ１は、主要構成部品として駆動軸２、回転体３、アマチュア４、ロータ５、ヨーク６、ボビン７、及びコイル８を備えており、その他に、ストッパ９，１０、摺動部材１１，１２なども備えている。なお、この電磁クラッチ１は、従来のスプリング式電磁クラッチのようなリターンスプリングは備えていない。
【００３１】
図１、図２を参照にして、この電磁クラッチの構成を簡単に説明すると、駆動軸２にギアを備えた回転体３が回転自在に勘合されており、回転体３の側面にはアマチュア４が係合部を介して回転体３と一体回転するように嵌め込まれている。なお、アマチュア４は、回転方向へはアマチュア係合部（この実施形態では係止部３５）及び回転体係合部（この実施形態では突起４１）の係合により自由回転できないが、駆動軸２の軸方向には移動可能である。そして、アマチュア４の回転体３と反対側には、この反対側の面を臨むようにロータ５が配置され、ロータ５は駆動軸２に固定されている。ロータ５の回転体３と反対側にはコイル８を巻き付けたボビン７を支持するヨーク６が配置されている。ヨーク６は駆動軸２に回転自在に勘合されている。回転体３とヨーク６は、駆動軸２の両側に配置したストッパ９，１０により駆動軸２の軸方向への移動を制限されている。
【００３２】
図１，２を参照にしながら各部品の説明をする。駆動軸２は、通常、中空筒状で、図示しない軸受けに支持され、この電磁クラッチを画像形成装置に使用する場合は搬送ローラの軸等の負荷が結合されている。また、この駆動軸２の軸方向の中間位置には径方向外方に張り出したフランジ１３が形成されており、このフランジ１３は後述するロータ５を駆動軸２に固定するとともに、回転体３が駆動軸２の軸方向に移動しないようなストッパの役目も担っている。
【００３３】
回転体３は、合成樹脂成形品や金属製の歯車部３１を備え、駆動軸２の外側に回転自在に嵌合され、図外のモータ及びギアにより駆動力を与えられる。歯車部３１の側面には、冠状のキャップ部３６を備え、キャップ部３６の内側底面３２の外周よりには後述するアマチュア４の突起４１を係止する係止部３５が形成されている。この係止部３５は、アマチュア４の突起４１の数に合わせており、この実施形態の例では６個形成されている。
【００３４】
アマチュア４は、回転体３とロータ５で囲まれた空間内において、この空間内で駆動軸２の軸方向に沿って摺動可能に配置されている。アマチュア４は、平板状でリング状をしており、アマチュア４の外周には、周方向に沿う複数箇所に平面状の突起４１が形成されている。そして、この突起４１は回転体３に設けた前述の係止部３５に係合されている。これにより、アマチュア５は、回転体２の係止部３５に係止されて回転体３と一体回転するようになっている。しかし、アマチュア５は、駆動軸２の軸方向への移動に対しては係止部３５により係止されておらず、駆動軸２の軸方向に沿って摺動し後述するロータ５の側面に密着したり離間したりできる。また、アマチュア４は、リングの周方向に沿って複数箇所（本実施形態では３箇所）に遮磁穴４２が形成されており、各遮磁穴４２の間はリブで連結されている。
【００３５】
ロータ５は、円筒部５３と、この円筒部５３から径方向内方に縮径されて断面段差状に形成された縮径部と、円筒部５３と縮径部とを連結する平面部５１とを有する。そして、平面部５１には、径方向に二重に形成された遮磁穴５２が周方向に沿う複数箇所（本実施形態では３箇所、合計６個の遮磁穴）に設けられており、各遮磁穴５２の間はリブで連結されている。ロータ５の遮磁穴５２とアマチュア４の遮磁穴４２とは、互いに対向して配置したとき、径方向に位置ずれして形成されている。このため、ロータ５とアマチュア４とが対向する部分において、磁極部は４極あることになる。なお、ロータ５とアマチュア４の各遮磁穴の数を変えることで極数を変えた構成とすることも可能である。縮径部は駆動軸２のフランジ１３に着座されている。縮径部の内周端には、駆動軸２に形成した突起に係合する係止部を設け両者を係合している。このため、ロータ５と駆動軸２とは一体回転するようになっている。なお、駆動軸２のフランジ１３の周方向に沿う複数箇所に凹部を設け、また、ロータ５の内周端にはこの凹部と係合する突起を設けて両者を係合させる構成とすることも可能である。
【００３６】
ヨーク６は、従来のスプリング式電磁クラッチと同じように、大径筒部、小径筒部、および両者を連結する底板部によって構成されたキャップ状をしており、キャップの内部にはコイル８が巻かれたボビン７が収納されている。そして、このヨーク６は、駆動軸２に回転自在に勘合されており、支持部材７１を介して、図示していない電磁クラッチのケーシングやフレームに支持されている。また、符号８１は、コイル８の端子となるリード線を表す。なお、ヨーク６とストッパ１０及び駆動軸２との間には摺動部材１１，１２などが配置されており、駆動軸２及びロータ５が回転しても滑りをよくしてヨーク６の静止状態を容易に維持できる。
【００３７】
駆動軸２、アマチュア４、ロータ５、ヨーク６の各磁路形成部には、それぞれ軟磁性体が使用されていることが好ましい。特に、アマチュア４、ロータ５は磁力により密着する必要がありため、高性能の軟磁性体が使用されていることが特に好ましい。また、ロータ５、アマチュア４、ヨーク６等の磁路形成部に軟磁性体を使用する場合は、消磁後に残留磁束が存在しないよう、加工歪を抑えた保磁力の小さい材料を使用することが好ましい。この加工歪みの解消には、従来から知られている水蒸気処理や焼鈍処理をすれば良い。この実施形態の電磁クラッチでは、駆動軸２、アマチュア４、ロータ５、ヨーク６の各磁路形成部材に軟磁性体を使用し、また、必要に応じて焼鈍処理や水蒸気処理等の保磁力低下処理を行って磁路内の残留磁束量を低減して残留吸引力を減らしている。軟磁性体としては、例えば無方向性電磁鋼板（ＪＩＳ  Ｃ２５５２）や電磁軟鉄（ＪＩＳ  Ｃ２５０４）などが適用される。保磁力低下処理により、コイルの電源を遮断して消磁すると、即座にアマチュア４とロータ５との対向部分の磁極部が消磁され吸引力がなくなり、アマチュア４からロータ５へのトルク伝達が停止され、駆動軸２に結合している負荷ローラ等の回転が直ちに停止する。
【００３８】
残留磁束が少ないと、コイルの電源を遮断時の吸引力がないので、ロータ５とアマチュア４との離接面の吸引ギャップを極めて小さく設定することができる。すなわち、ロータ５と回転体３との間にアマチュア４が介在された場合の駆動軸２の軸方向隙間であるスラスト隙間を極めて小さく設定できるため、アマチュア４の軸方向の移動量を微小にできる。その結果、アマチュア４が軸方向に移動するときの余分な時間ロスが省かれてトルク伝達開始遅れ時間及びトルク解放遅れ時間が共に短縮化され、クラッチの応答性が高まる。しかも、アマチュア４の軸方向の移動量は微小であるため、励磁時にロータ５とアマチュア４とが吸引されるときに発生する衝撃音や、消磁時にアマチュア４がロータ５から離れるときに発生する衝撃音を共に低減することができる。さらに、従来のようなリターンスプリングを使用していないだけでなく、アマチュア４を一枚の平板としているため、電磁クラッチ全体の軸方向長さを短くすることができ、小型化が可能になる。
【００３９】
この電磁クラッチの動作について説明する。図３は、電磁クラッチの動作時の磁路を概念的に表したものである。コイル８に電流を流して磁力を発生させると、磁路はコイルの中心にあるヨーク６の小径筒部から底板部、大径筒部（コイルのシェル部を兼ねている。）へと繋がり、さらにロータ５の周縁部からアマチュア４、ロータ５の内周部を通ってヨーク６の小径筒部へと戻る。このとき、ロータ５とアマチュア４が磁化されて、アマチュア４はロータ５に吸引され、軸方向に沿ってロータ５側に移動し、ロータ５とアマチュア４は密着する。この密着し吸引された状態で、アマチュア４が図外のモータにより駆動される回転体３と一体になって回転していると、ロータ５もアマチュア４との密着部の摩擦力により連れ回りする。ロータ５が回転すれば、これに固定されている駆動軸２が回転する。このようにして、回転体３の駆動力が駆動軸２へと伝達される。さらに、駆動軸２が回転して駆動軸２に連結している図外の搬送ローラ等の負荷が駆動される。なお、ヨーク６、ボビン７、コイル８は、電磁クラッチのケーシングなどに支持されており、ロータ５や駆動軸２が回転しても摺動部材１１，１２などとの間で滑りを起こして静止状態を維持する。
【００４０】
この場合、アマチュア４が軸方向に沿って移動する距離は僅かであり、しかも、従来のようなリターンスプリングを使用していないので、そのばね力に打ち勝ってアマチュア５がロータ３に結合する必要がなく、このため、アマチュア４の移動時間が短縮化され、回転体３から駆動軸２へのトルク伝達開始の応答性が高まる。また、リターンスプリングのばね力のばらつきに起因してトルク伝達開始の応答時間がばらつくといったこともないのでトルク伝達のおくれ時間が安定化する。
【００４１】
一方、コイル８の電源が遮断されると、ロータ５とアマチュア４との間に形成されていた磁力がなくなり、ロータ５とアマチュア４との引力がなくなる。アマチュア４は、駆動軸２の軸方向には移動可能な状態になっているので、ロータ５とアマチュア４との間に働いていた引力がなくなれば、ロータ５とアマチュア４との間の回転方向に対する摩擦力がほとんどなくなり、アマチュア４の回転がロータ５には伝わらなくなる。そして、ロータ５とこれに固定されている駆動軸２は回転停止する。
【００４２】
この実施形態の電磁クラッチを組み立てるには、駆動軸２の一端側（図１中右側）にロータ５を挿入し、フランジ１３にロータ５の縮径部を着座させる。次いで、アマチュア４の突起４１を回転体３の係止部３５に係合させた状態で、アマチュア４および回転体３をロータ５に被せるようにして駆動軸２に挿入する。引き続いて、駆動軸２の一端側にストッパ９を挿入してフランジ１３との間でロータ５、アマチュア４、および回転体３を軸方向に位置規制する。
【００４３】
また、駆動軸２の他端側（図１中左側）にボビン７、ヨーク６、摺動部材１１，１２，及びストッパ１０を順次挿入し、このストッパ１０とフランジ部１３との間でボビン７およびヨーク６を軸方向に位置規制する。
【００４４】
駆動軸２の一端側（図１中右側）にストッパ９を挿入する場合に、ストッパ９をフランジ１３側に向けて差し込み過ぎると、アマチュア４のリング部が回転体３とロータ５の連結部５１とによって強固に挟まれて、軸方向に移動できなくなってクラッチとしての役目を果たさなくなる。このため、アマチュア４のリング部がロータ３の連結部５１と回転体３との間で移動できるように、これらの相互間に僅かなスラスト隙間を確保しておく必要がある。また、回転体３が樹脂成形品の場合には温度上昇による膨張が大きいので、この点からもスラスト隙間を確保しておく必要がある。
【００４５】
(実施形態２)
実施形態２として、実施形態１の電磁クラッチのアマチュアの形状を変更した電磁クラッチがある。図４（ａ）は、実施形態１の電磁クラッチのアマチュアの形状を示している。これに対し、図４（ｂ）は、実施形態２の電磁クラッチのアマチュアの形状を示している。アマチュア４は、平板状であればどのような形状の回転体係合部でも良い。この形態のアマチュアの回転体係合部は、図４（ｂ）に示すように係止孔４６となっている。係止孔４６は、図では円形の孔となっているが、楕円形、四角形、六角形などどのような形状でも良い。なお、図示はしていないが、回転体３に形成するアマチュア係合部は、この係止孔４６を嵌め込んでアマチュア４を回転体３に係合する突起となる。この場合も、回転体３にアマチュア４が係合されれば、アマチュア４は回転体３と一体に回転し、駆動軸２の駆動軸方向（スラスト方向）には移動可能である。実施形態２は、アマチュア４と回転体３の係合部以外は実施形態１と同様であり、その動作、作用も同じである。このように本発明の電磁クラッチ１におけるアマチュア４は、平板であることと回転体係合部の形状の自由度が大きいことにより、回転体係合部の強度を十分に持たせる構造とすることが容易であり、またアマチュア４の繰り返し応力による破損に対しても耐久性を与えられる構造とすることが容易である。さらに、アマチュア４を平板とすることで、回転体３とロータ５との間隔を狭くでき、電磁クラッチ１全体の大きさや重量を抑えることもでる。
【００４６】
(実施形態３)
実施形態３の電磁クラッチも回転体３とアマチュア４との係合部に特徴がある。この実施形態の電磁クラッチは、図５に示すように、回転体３のアマチュア係合部３５における回転体３の回転時にアマチュア４と接して駆動力を伝達する側面３４ａと、該側面３４ａに接する回転体係合部４１における側面４１ａとが面接触している。この電磁クラッチも上記の点を除けば実施形態１又は２の電磁クラッチと同じである。すでに説明したように、アマチュア係合部３５における側面３４ａと回転体係合部４１における側面４１ａとは、ロータ５への駆動力伝達開始時に強い応力がかかる。この為、図１３に示したように、従来の電磁クラッチでは摩耗の激しい部分であった。本発明の電磁クラッチにおいても、この部分は駆動力伝達開始時に強い応力がかかる。そこで、この強い応力がかかる側面を面接触するようにして応力の分散を図っている。これにより、この側面３４ａ、４１ａの摩耗が減少し、長時間使用しても図１４に示して説明したような停止時間の遅れが解消される。
【００４７】
(実施形態４)
実施形態４の電磁クラッチは、アマチュア係合部３５における回転体３の回転時にアマチュアと接して駆動力を伝達する側面３４ａは、ロータ５側から離れるほど回転体３の回転方向後方に後退し、側面３４ａは回転体３側に面するように傾斜している。図６に示すように、回転体３のアマチュア係合部３５の側面３４ａはアマチュア係合部３５の奥側に面するように９０°よりも傾斜している。回転体３の回転方向は、図６における右横向きの矢印のように回転していると仮定しており、回転体３の回転時には、アマチュア４は、側面３４ａ側に接して回転方向に押されるようにして回転している。この場合、アマチュア４には常に下向きの力が働く。すなわち、アマチュア４はアマチュア係合部３５の奥側、言い換えればロータ５から離間する方向に力が働いている。この力は、スプリング式電磁クラッチのスプリングの応力と同じ作用を生じ、コイル８の電源を遮断して、ロータ５とアマチュア４との間に磁力による吸引力がなくなれば、瞬時にロータ５とアマチュア４とを離間させることになる。これにより、コイル８の電源を遮断時の駆動軸２停止の遅れ時間が短縮できる。
【００４８】
なお、この側面３４ａの傾斜角は、回転体３の回転速度や電磁クラッチに係る負荷の強さ、クラッチの接続が遮断されている状態で回転しているときのアマチュア４の回転抵抗などを勘案して決定することが好ましい。側面３４ａの傾斜が少なく垂直に近ければ、アマチュア４は、図７における下向きに小さな応力しか受けず、磁力遮断時のロータ５とアマチュア４との離間には大きな力にはならない。しかし、ロータ５とアマチュア４とのクラッチ結合時における結合力を弱めることはほとんどない。逆に、側面３４ａの傾斜が大きく、例えば傾斜角が６０°にもなり、側面３４ａがアマチュア係合部３５の底面の平行に近いようになっていると、マチュア４は、大きな下向きの応力を受け、クラッチ結合時における結合力を弱め十分な駆動力伝達が行えない恐れがある。通常は、コイル８の電源遮断時に、即座にアマチュア４がロータ５から離間することができる傾斜のうち最も小さい傾斜（側面３４ａを回転体３の回転方向に対し垂直に近い状態）とすることが好ましい。この実施形態についても、その他の点についてはすでに説明したと同じである。なお、回転体係合部４１における側面４１ａも側面３４ａと面接触するように傾斜角を持たせ、実施形態３と実施形態４とを組み合わせた電磁クラッチは、耐久性からも駆動軸２停止の遅れ時間の短縮の点からも優れた形態である。
【００４９】
(実施形態５)
実施形態５の電磁クラッチは、アマチュア係合部３５における回転体３の回転時にアマチュア４と接して駆動力を伝達する側面３４ａのロータ側と反対側に溝が形成されている。図７に示すように、アマチュア係合部３５の側面３４ａの奥には、溝３５ａが形成されている。この溝は、電磁クラッチが新しいうちは何の効果も現さない。しかし、長期間使用していると、すでに説明したように、アマチュア係合部３５の側面３４ａは、図８に示すように摩耗してくる。このときに、従来の電磁クラッチにおいては、図１４（ｂ）に示したように回転体係合部４１が摩耗部３５（ａ）に乗り上げたような状態になり、クラッチ切断時のアマチュア４とロータ５との離間を妨げる恐れがある。この形態の電磁クラッチにおいては、アマチュア係合部３５の側面３４ａの奥には溝３５ａが形成されているので、アマチュア係合部３５の側面３４ａの開口部側が、図８に示すように摩耗しても、溝３５ａがあるので摩耗した側壁３４ｂには、回転体結合部４１が乗り上げるように段ができにくい。この為、図１４を用いて説明したようなトラブルは起こらない。この形態の電磁クラッチにおいても上述の点以外は、これまで説明してきた実施形態の電磁クラッチと同じである。
【００５０】
(実施形態６)
実施形態６の電磁クラッチは、ロータ及びアマチュアが、コイルにより磁化されていないときは互いに反発するよう磁化されている部分を備えている。図９（ａ）に示すようにこの形態の電磁クラッチは、アマチュア４とロータ５のそれぞれ互いに対向する面の、少なくとも一部に互いに反発する磁力を備えている。これは、アマチュア４とロータ５とをそれぞれ保持力を持つように磁化しておき、コイル８により磁化されていないときは、それぞれの磁力により反発するようにしておく。そうすれば、コイルの電源を遮断すると同時にアマチュア４とロータ５とは反発し合い離間する。この反発力は、コイルによるマチュア４とロータ５との磁化による吸引力に比べれば非常に弱いものである。なお、図９（ｂ）に示すように、アマチュア４及びロータ５の一部にのみ永久磁石を使用し、この永久磁石の反発力を利用することもできる。この形態の電磁クラッチにおいても上述の点以外は、これまで説明してきた実施形態の電磁クラッチと同じである。
【００５１】
(実施形態７)
実施形態７の電磁クラッチは、回転体及びアマチュアの少なくとも一方は、アマチュアがコイルにより磁化されていないときには、互いに吸引するよう磁化されている部分を備えている。図１０に、この実施形態の電磁クラッチの回転体及びアマチュアを示す。図１０（ａ）に示す回転体及びアマチュアは、回転体３及びアマチュア４の全体をそれぞれ磁化させて、それぞれの対向面３２及び対向面４５の磁極を、例えば、ＳとＮのように逆にする。そうすれば、回転体３とアマチュア４とは、吸引力を生じスプリング式電磁クラッチのスプリングと同じ効果を発揮する。図１０（ｂ）に示す回転体３及びアマチュア４は、回転体３の外周部のみを磁気を帯びた材料として、軟磁性体であるアマチュア４に対する吸引力を付与する。それぞれの対向面３２及び対向面４５の間隔は小さいので、アマチュア４と図示していないロータ５がコイル８の強力な起磁力により吸引されていないときは、回転体３はアマチュア４を吸引する。この形態の電磁クラッチにおいても上述の点以外は、これまで説明してきた実施形態の電磁クラッチと同じである。
【００５２】
(実施形態８)
実施形態８は、上述の実施形態１〜７で説明したいずれかの電磁クラッチを備えた搬送ローラである。この搬送ローラは、上記電磁クラッチの駆動軸２の端部にローラの軸を結合し、ローラの外周部にはゴムや樹脂製の適度な摩擦力と弾性を備えた搬送部が形成されている。このようにして、駆動軸２の駆動力を確実にローラの搬送部に伝達し、記録紙等の被搬送物を搬送できる。この形態の搬送ローラは、画像形成装置などに用いられている記録紙などの搬送ローラとして、記録紙等を正確な速度で搬送し、正確なタイミングで搬送開始や搬送停止を行なうことができる。このような特徴から、この搬送ローラは、画像形成装置において記録紙等の搬送、停止のタイミングを正確に制御する必要のあるレジストローラ、給紙ローラ、排紙ローラなどに特に好適に使用できる。
【００５３】
この搬送ローラを備えた画像形成装置としては、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能などを複合した複合機がある。さらに、インクジェットプリンタや従来からのスクリーン印刷や活版印刷等の印刷装置の用紙搬送ローラを必要とする画像形成装置にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る電磁クラッチの断面図
【図２】図１に示した電磁クラッチの分解斜視図
【図３】電磁クラッチ動作時の磁路概念図
【図４】本発明に係る電磁クラッチのアマチュアの例
【図５】本発明に係る電磁クラッチの回転体の係止部とアマチュアの突起の係合図
【図６】傾斜した回転体の係止部側面とアマチュアの突起の係合図
【図７】改良された回転体の係止部側面とアマチュアの突起の係合図
【図８】係止部側面が摩耗したときの回転体の係止部側面とアマチュアの突起の係合図
【図９】ロータとアマチュアの磁化の状態の概念図
【図１０】回転体とアマチュアの磁化の状態の概念図
【図１１】スプリング式の電磁クラッチの断面図
【図１２】改良された従来の電磁クラッチの断面図
【図１３】図１２に示した電磁クラッチの分解斜視図
【図１４】回転体の係合部とアマチュアの突起の係合図
【図１５】耐久試験における停止時間の変化
【符号の説明】
【００５５】
１：電磁クラッチ
２：駆動軸
３：回転体
４：アマチュア
５：ロータ
６：ヨーク
７：ボビン
８：コイル
９，１０：ストッパ
１１，１２：摺動部材
３１：歯車部
３２：回転体のアマチュアの平面を臨む対向面
３４ａ：回転体の駆動力をアマチュアに伝達する側面
３４ｂ：側面３４ａの摩耗部
３５：係止部（アマチュア係合部）
３５ａ：溝
３７：回転体の外周部
４１：突起（回転体係合部）
４１ａ：側面３４ａに接する回転体係合部における側面
４３：アマチュアのロータを臨む対向面
４４：アマチュアの外周部
４５：アマチュアの回転体を臨む対向面
４６：係止孔
４９：リターンスプリング
５４：ロータのアマチュアを臨む対向面
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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