JP2004332825A

JP2004332825A - 電磁ツースクラッチ／ブレーキ

Info

Publication number: JP2004332825A
Application number: JP2003129538A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Hirose; 貴之広瀬; Shinko Murase; 真弘村瀬
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】径を拡大することなく、必要なトルクを発生させることができる、安価な構成の電磁ツースクラッチ／ブレーキを提供する。
【解決手段】通電状態又は非通電状態になるコイルと、上記コイル側に配置され上記コイルに通電することにより電磁石化されるロータと、上記ロータに対向・配置され上記コイルへの通電・非通電を制御することにより上記ロータに対して離接するアーマチュアと、上記ロータに取り付けられたロータ側ツース部材と、上記アーマチュアに取り付けられたアーマチュア側ツース部材と、を具備し、上記ロータとアーマチュアとの摩擦及び上記ロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材との噛合によってトルクを発生させるようにしたもの。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁クラッチ又は電磁ブレーキに係り、特に、ロータとアーマチュアとの摩擦とロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材との噛合を併用することにより、装置の径を拡大させることなく所望のトルク発生機能が得られ、かつ、安価とできるようにした電磁ツースクラッチ／ブレーキの改良に関するもので、自動車スライド用ドアの作動制御用として好適な電磁ツースクラッチ／ブレーキを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電磁クラッチ／ブレーキとしては、例えば、特許文献１に開示されているようなものがある。
なお、特許文献１は本件特許出願人による先行特許願である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１３７９５号公報（図１）
【０００４】
上記特許文献１に開示されている電磁クラッチ／ブレーキと略同等の電磁クラッチ／ブレーキの構成を図１３及び図１４に示す。
まず、シャフト２０１があり、このシャフト２０１の外周には、キー・キー溝構造を介してロータ２０３が固着されている。
また、上記シャフト２０１の外周側には軸受部材２０５を介してフィールドコア２０７が支承され、図示しない固定部に取り付けられている。このフィールドコア２０７内にはコイル２０９が収納されている。
【０００５】
一方、上記ロータ２０３に対向するようにアダプタ２１１が対向・配置されていて、このアダプタ２１１の外周側には、アーマチュア取付体２１３が取り付けられていて、このアーマチュア取付体２１３にはアーマチュア２１５が取り付けられている。
また、図では省略しているが、アーマチュア２１５を反ロータ２０３側に付勢する弾性部材が内装されている。
なお、２０３ａ、２０３ｂはロータ２０３のアーマチュア２１５の対向面に設けられた摩擦体である。
【０００６】
上記構成において、コイル２０９に通電すると、フィールドコア２０７とロータ２０３間に磁気回路を生じ、ロータ２０３が電磁石となって吸着力が発生する。該吸着力によってアーマチュア２１５を弾性部材の付勢力に抗して図示のようにロータ２０３へ吸引するものである。
そして、ロータ２０３とアーマチュア２１５との摩擦によって所望のクラッチ機能又はブレーキ機能を発揮する。また、上記コイル２０９への通電を停止すると、アーマチュア２１５の吸引が解除され、アーマチュア２１５は開放されると共に、上記弾性部材の付勢力によって元の位置（ロータ２０３と間隙を生ずる位置）に復帰するものである。
よって、コイル２０９への通電を適宜オン・オフすることにより、所望のクラッチ／ブレーキ機能を発揮させることができるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の構成によると、次のような問題点があった。
即ち、従来の電磁クラッチ／ブレーキの場合には、ロータ２０３とアーマチュア２１５との摩擦によってトルクを発生させる構成であり、よって、必要なトルクを発生させるためには、大きな摩擦面積を確保しなければならず、その為に径を拡大しなければならなかった。
それが装置の大型化、質量の増大、コストの上昇の原因となっており、この解決が要望されていた。
【０００８】
本発明は従来の上記問題点（課題）を解決することを目的とするもので、電磁ツースクラッチ／ブレーキを用い、かつ、摩擦機能を利用することで、径を拡大することなく、必要なトルクを発生させることができる安価な構成の電磁ツースクラッチ／ブレーキを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１に記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキでは、通電状態又は非通電状態になるコイルと、上記コイル側に配置され上記コイルに通電することにより電磁石化されるロータと、上記ロータに対向・配置され上記コイルへの通電・非通電を制御することにより上記ロータに対して離接するアーマチュアと、上記ロータに取り付けられたロータ側ツース部材と、上記アーマチュアに取り付けられたアーマチュア側ツース部材と、を具備し、上記ロータとアーマチュアとの摩擦及び上記ロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材との噛合によってトルクを発生させるようにした電磁ツースクラッチ／ブレーキであって、上記ロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材は上記ロータとアーマチュアに着脱可能に取り付けられるように構成した。
また、請求項２に記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキでは、請求項１記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキにおいて、上記ロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材は樹脂製品又は燒結成形品で構成するようにした。
また、請求項３に記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキでは、請求項１又は請求項２に記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキにおいて、上記ロータ側ツース部材には係合部が設けられていて、一方、上記ロータにも上記ロータ側ツース部材の係合部に係合する係合部が設けられており、同様に、上記アーマチュア側ツース部材には係合部が設けられていて、一方、上記アーマチュアにも上記アーマチュア側ツース部材の係合部に係合する係合部が設けられているように構成した。
また、請求項４に記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキでは、請求項３記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキにおいて、上記ロータ側ツース部材の係合部又は上記ロータの係合部には抜け止めフックが設けられており、同様に、上記アーマチュア側ツース部材の係合部又は上記アーマチュアの係合部には抜け止めフックが設けられているように構成した。
また、請求項５に記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキでは、請求項３記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキにおいて、上記ロータ側ツース部材の係合部又は上記ロータの係合部を係合後にかしめるようにし、同様に、上記アーマチュア側ツース部材の係合部又は上記アーマチュアの係合部を係合後にかしめるように構成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態：
以下、図１乃至図６を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。
図１及び図２に示すように、まず、シャフト１があり、このシャフト１の外周には、キー・キー溝構造を介してロータ３が固着されている。
また、上記ロータ３の外周側にはドライベアリング等の軸受部材５を介してフィールドコア７が支承され、図示しない固定部に取り付けられている。
このフィールドコア７内にはコイル９が収納されている。
【００１１】
一方、上記シャフト１の外周側であって上記ロータ３に対向する側にはアダプタ１１がドライベアリング等の軸受部材１２を介して回転可能に対向・配置されていて、このアダプタ１１の外周側には、アーマチュア取付体１３が取り付けられていて、このアーマチュア取付体１３にはアーマチュア１５が取り付けられている。なお、１６は上記アーマチュア１５を反ロータ３側に付勢する板ばね等の弾性部材である。
【００１２】
また、上記ロータ３の外周部にはロータ側ツース部材２１が着脱可能に取り付けられている。同様に、上記アーマチュア１５の外周部にもアーマチュア側ツース部材２３が着脱可能に取り付けられている。
上記ロータ側ツース部材２１は、ツース部材本体２１ａと、このツース部材本体２１ａに形成されたツース部２１ｂとから構成されている。
同様に、上記アーマチュア側ツース部材２３は、ツース部材本体２３ａと、このツース部材本体２３ａに形成されたツース部２３ｂとから構成されている。
【００１３】
上記アーマチュア側ツース部材２３のアーマチュア１５に対する取付構造は図３乃至図６に示すようになっている。
まず、アーマチュア１５の外周部には周方向等間隔で複数個（この実施の形態の場合には３個）の凸部２５が設けられていると共に該凸部２５の隣には段付部２６が形成されている。
一方、アーマチュア側ツース部材２３側の外周部には周方向等間隔で３箇所に凹部２７が形成されていると共にフック部２８が形成されている。
そして、上記凸部２５を凹部２７内に嵌合させ、且つ、所定量回転させることにより、アーマチュア側ツース部材２３をアーマチュア１５に取り付けている。この場合、上記フック部２８が段付部２６に係合することになり、軸方向への抜け防止が図られる。
【００１４】
なお、ロータ側ツース部材２１のロータ３に対する取付構造も同様で良いので、その説明は省略する。
【００１５】
また、上記ロータ側ツース部材２１とアーマチュア側ツース部材２３は、共に合成樹脂製品で構成した場合を示している。しかし、これらのアーマチュア側ツース部材２３、ロータ側ツース部材２１の構成材は合成樹脂製品以外でも良く、例えば、燒結成形品により構成してもよい。
【００１６】
以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、コイル９に通電すると、フィールドコア７とロータ３間に磁気回路が形成され、ロータ３が電磁石となって吸着力が発生する。該吸着力によってアーマチュア１５を弾性部材１６の付勢力に抗して吸引するものである。
このアーマチュア１５の吸引によって、ロータ３とアーマチュア１５とが圧接されその摩擦によって伝達トルクを発生させることができる。
同時に、ロータ側ツース部材２１のツース部２１ｂとアーマチュア側ツース部材２３のツース部２３ｂが噛合する。そのような噛合によってもトルクを発生させることができる。つまり、本発明のものではロータ３とアーマチュア１５との摩擦によってトルクを発生させると共に、ロータ側ツース部材２１のツース部２１ｂとアーマチュア側ツース部材２３のツース部２３ｂの噛合によってもトルクを発生させることができるようにしたものであるから、径を大きくすることなく、所望のトルクを得ることができる。
【００１７】
また、上記コイル９への通電を停止すると、アーマチュア１５の吸引が解除され、アーマチュア１５は開放されると共に弾性部材１６の付勢力によって元の位置（非連結位置）に復帰する。
つまり、ロータ３とアーマチュア１５との摩擦によるトルク発生機能、ロータ側ツース部材２１のツース部２１ｂとアーマチュア側ツース部材２３のツース部２３ｂの噛合によるトルク発生機能が停止される。
よって、コイル９への通電を適宜オン・オフすることにより、所望のクラッチ／ブレーキ機能を発揮させることができる。
【００１８】
以下に第２乃至第７の実施の形態を述べるが、第１の実施の形態と同等の部分はこれと同一の符号を付して示している。
【００１９】
第２の実施の形態：
次に、図７を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。
この場合には、アーマチュア側ツース部材２３−２において、周方向等間隔に複数個の凸部３１を設け、一方、アーマチュア１５側に同数の孔３３を穿孔したものである。そして、上記凸部３１を孔３３内に挿入した状態で取付・固定するものである。
また、ロータ側ツース部材２１のロータ３に対する取付構造も同様である。
【００２０】
第３の実施の形態：
次に、図８を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。
この場合には、アーマチュア側ツース部材２３−３において、周方向等間隔に複数個（この場合には４個）のフック４１を設け、一方、アーマチュア１５側においては切欠部４３を対向・配置させたものである。そして、上記フック４１を切欠部４３に係合させた状態で取付・固定するものである。
なお、図示しないがロータ側ツース部材２１のロータ３に対する取付構造も同様に構成すれば良い。
【００２１】
第４の実施の形態：
次に、図９を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。
この場合には、まず、アーマチュア側ツース部材２３−４を二つ割り構造とし、アーマチュア側ツース部材要素５１、５３とする。
上記各アーマチュア側ツース部材要素５１、５３の内周面に凸部５５、５７を設ける。一方、アーマチュア１５側においては、外周面に凹部５９、５９を形成する。そして、上記アーマチュア側ツース部材要素５１、５３の内周面に設けられた凸部５５、５７を上記アーマチュア１５側の凹部５９、５９内に嵌合する。
次いで、その外周側に固定用リング部材６１を嵌め、各ツース部材要素５１、５３を一体となるように係合するものである。
なお、ロータ側ツース部材２１のロータ３に対する取付構造も同様に構成すれば良い。
【００２２】
第５の実施の形態：
次に、図１０を参照して本発明の第５の実施の形態を説明する。
この場合には、アーマチュア側ツース部材２３−５の内周面に周方向等間隔に複数個（この場合には４個）の凸部７１を設け、一方、アーマチュア１５側には前記凸部７１と対応する複数個の切欠部７３を形成したものである。そして、上記凸部７１を切欠部７３に係合させた状態で取付・固定するものである。
なお、ロータ側ツース部材２１のロータ３に対する取付構造も同様とすればよい。
【００２３】
第６の実施の形態
次に、図１１を参照して本発明の第６の実施の形態を説明する。
この場合には、アーマチュア側ツース部材２３−６の外周面に周方向等間隔に複数個（この場合には４個）の凸部８１を設け、一方、アーマチュア１５側には複数個の凹部８３を形成したものである。そして、上記凸部８１を凹部８３に係合させた状態で取付・固定するものである。
なお、ロータ側ツース部材２１のロータ３に対する取付構造も同様とすれば良い。
【００２４】
第７の実施の形態：
次に、図１２を参照して本発明の第７の実施の形態を説明する。
この第７の実施の形態の場合には、前記第３の実施の形態の構成と基本的には同じであるが、アーマチュア側ツース部材２３−７として、図１２に示すように、フック４１を切欠部４３に係合させた状態で、切欠部４３をかしめるようにしたものである。
なお、ロータ側ツース部材２１のロータ３に対する取付構造も同様とすれば良い。
【００２５】
本発明は前記の第１乃至第７の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、前記第１乃至第７の実施の形態の場合には、励磁作動タイプの電磁ツースクラッチ／ブレーキを例に挙げて説明したが、無励磁作動タイプの電磁ツースクラッチ／ブレーキにも適用可能である。
また、ロータ側ツース部材のロータへの取付構造、アーマチュア側ツース部材のアーマチュアへの取付構造に関しては、図示したもの以外にも様々な構成が考えられる。
なお、前記の第１の実施の形態の図面は電磁ツースクラッチの場合を示しているが、この構成においてトルク伝達時にシャフト１に制動力を付与するようにすれば、電磁ツースブレーキとなるので、前記説明部分ではクラッチ／ブレーキ機能として説明している。
【００２６】
【発明の効果】
上記のように本発明のものでは、その構成のゆえに、次のような優れた効果を発揮することができ、例えば、自動車スライド用ドアの作動制御用のような用途に好適な電磁ツースクラッチ／ブレーキを提供するものと言える。
（１）請求項１に記載のものでは、ロータとアーマチュアとの摩擦及び上記ロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材との噛合の併合によってトルクを発生させるように構成したので、従来のように、摩擦のみによってトルクを発生させる場合に比べて、径を拡大させることなく所望のトルクを発生させることが可能になった。
それによって、装置の小型化、コストの低減を図ることができる。
また、ロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材を上記ロータとアーマチュアに着脱可能に取り付けるようにしたから、仕様に応じて適宜最適なロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材を選択して取り付けることが可能になり、つまり、ロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材のみを選択して取り付けるだけで様々な仕様に対応することが可能となる。
【００２７】
（２）請求項２に記載のようにロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材は樹脂製品又は燒結成形品とすると、質量の低減を図ることが可能になると共に、加工も容易とすることができる。
【００２８】
（３）請求項３に記載のようにロータ側ツース部材に係合部を設け、一方、ロータにもロータ側ツース部材の係合部に係合する係合部を設け、同様に、アーマチュア側ツース部材に係合部を設け、一方、アーマチュアにもアーマチュア側ツース部材の係合部に係合する係合部を設けた場合には、各ツース部材の取付がより強固なものとなり、且つ、トルクの発生もより確実とすることができる。
【００２９】
（４）請求項４に記載のようにロータ側ツース部材の係合部又は上記ロータの係合部に抜け止めフックを設け、同様に、アーマチュア側ツース部材の係合部又はアーマチュアの係合部に抜け止めフックを設けた場合には、それによって、各ツース部材の抜けを確実に防止することができる。
【００３０】
（５）請求項５に記載のようにロータ側ツース部材の係合部又は上記ロータの係合部を係合後にかしめるようにし、同様に、上記アーマチュア側ツース部材の係合部又は上記アーマチュアの係合部を係合後にかしめるようにした場合には、それによって、各ツース部材の取付を、より強固なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、電磁ツースクラッチ／ブレーキの正面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、アーマチュア側ツース部材とアーマチュアとの関係を示す半部縦断側面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、アーマチュア側ツース部材とアーマチュアとを組み付けた状態を示す半部縦断側面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を示す図で、アーマチュア側ツース部材とアーマチュアとを組み付けた状態をアーマチュア側から示す正面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態を示す図で、アーマチュア側ツース部材とアーマチュアとを組み付けた状態をアーマチュア側ツース部材側から示す背面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図７（Ａ）はアーマチュア側ツース部材の半部断面図、図７（Ｂ）はアーマチュアの半部正面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態を示す図で、図８（Ａ）はアーマチュア側ツース部材の断面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＢ―Ｂ矢視図、図８（Ｃ）はアーマチュアの半部正面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態を示す図で、図９（Ａ）はアーマチュア側ツース部材の断面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＢ―Ｂ矢視図、図９（Ｃ）はアーマチュアの半部断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態を示す図で、図１０（Ａ）はアーマチュア側ツース部材の断面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＢ―Ｂ矢視図、図１０（Ｃ）はアーマチュアの半部正面図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態を示す図で、図１１（Ａ）はアーマチュア側ツース部材の断面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＢ―Ｂ矢視図、図１１（Ｃ）はアーマチュアの半部正面図、図１１（Ｄ）はアーマチュアの半部断面図である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態を示す図で、図１２（Ａ）はアーマチュア側ツース部材の断面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ―Ｂ矢視図、図１２（Ｃ）はアーマチュアの半部正面図である。
【図１３】従来例を示す図で、電磁クラッチ／ブレーキの正面図である。
【図１４】従来例を示す図で、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線における半部断面図である。
【符号の説明】
３：ロータ
１５：アーマチュア
２１：ロータ側ツース部材
２３、２３−２〜２３−７：アーマチュア側ツース部材
２５：凸部（係合部）
２６：段付部
２７：凹部（係合部）
２８：フック部

Claims

通電状態又は非通電状態になるコイルと、
上記コイル側に配置され上記コイルに通電することにより電磁石化されるロータと、
上記ロータに対向・配置され上記コイルへの通電・非通電を制御することにより上記ロータに対して離接するアーマチュアと、
上記ロータに取り付けられたロータ側ツース部材と、
上記アーマチュアに取り付けられたアーマチュア側ツース部材と、
を具備し、
上記ロータとアーマチュアとの摩擦及び上記ロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材との噛合によってトルクを発生させるようにした電磁ツースクラッチ／ブレーキであって、
上記ロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材は上記ロータとアーマチュアに夫々着脱可能に取り付けられるものであ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１記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキにおいて、
上記ロータ側ツース部材とアーマチュア側ツース部材は、樹脂製品又は燒結成形品で形成したことを特徴とする電磁ツースクラッチ／ブレーキ。
請求項１又は請求項２の何れかに記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキにおいて、
上記ロータ側ツース部材には係合部が設けられていて、一方、上記ロータにも上記ロータ側ツース部材の係合部に係合する係合部が設けられており、同様に、上記アーマチュア側ツース部材には係合部が設けられていて、一方、上記アーマチュアにも上記アーマチュア側ツース部材の係合部に係合する係合部が設けられていて、各ツース部材とロータ又はアーマチュアとの係合を行うようにしたことを特徴とする電磁ツースクラッチ／ブレーキ。
請求項３記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキにおいて、
上記ロータ側ツース部材の係合部又は上記ロータの係合部には抜け止めフックが設けられており、同様に、上記アーマチュア側ツース部材の係合部又は上記アーマチュアの係合部には抜け止めフックが設けら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３記載の電磁ツースクラッチ／ブレーキにおいて、
上記ロータ側ツース部材の係合部又は上記ロータの係合部を係合後にかしめるようにし、同様に、上記アーマチュア側ツース部材の係合部又は上記アーマチュアの係合部を係合後にかしめるようにしたことを特徴とする電磁ツースクラッチ／ブレーキ。