JP2005172079A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 回転軸およびシャフトに新たな加工を加えることなく、また専用工具を使用することなく、一つの抜け止め部材で回転軸およびシャフトの抜け止めを行う。
【解決手段】 シャフト６１及び軸部材４１の同じ側の端部に第１周溝６１２及び第２周溝４１１を形成し、軸部材４１の第２周溝４１１に、止め輪８１のリング状の本体部８１ａを、そしてシャフト６１に形成された第１周溝６１２に、止め輪８１の突出部８１ｃを係合させて、回転軸４１およびシャフト１の抜け止めを行う。ここで、組み立て作業の作業性および部品コストの低減などの観点から、使用する止め輪８１は樹脂材料で一体成形されたものが好ましい。
【選択図】 図３

Description

本発明は電磁クラッチに関し、より詳細には回転軸およびシャフトの抜け止めに特徴を有する電磁クラッチに関するものである。

従来の電磁クラッチでは、ギア（入力回転体）とロータとが回転軸に回転自在に外嵌され、ギアとロータの間にアーマチェアがギアと共回り可能に配設され、アーマチェアが板バネ等の弾性力に抗して磁気発生部からの磁気によりロータに吸着されることで、ギアの回転がロータを介して回転軸、そして回転軸に嵌入されたシャフトに伝達されるように構成されている。

このような構造の電磁クラッチにおいて、図５に示すように、回転軸４１とシャフト６１との取り付けはまず、ハウジング（磁気発生部）内に取り付けられた円筒状のスリーブ１３に、回転軸４１を挿通する。そして回転軸４１の端部に形成された周溝４１１がスリーブ１３の端面から外部に突出するようにする（同図（ａ））。露出した周溝４１１にいわゆるＥ−リング９１を填めてスリーブ１３から回転軸４１が抜けないようにする（同図（ｂ））。次に、スリーブ１３に取り付けた回転軸４１の貫通孔４１４にシャフト６１を挿通する。そして、シャフト６１の端部に形成された周溝６１２が回転軸４１の端面から外部に突出するようにする（同図（ｃ））。露出した周溝６１２にワッシャ９２を填めて回転軸４１からシャフト６１が抜けないようにしていた。

抜け止めに使用するＥ−リング９１やワッシャ９２は通常、金属材料からなり、取り付けに当たっては特殊な工具を用いてＥ−リング９１やワッシャ９２を拡径しながら周溝４１１及び周溝６１２に装着していた。このため装着作業に時間を要していた。

そこで例えば特許文献１では、係合突部が先端に形成され、先端部が径方向に弾性変形可能な舌片状のフック部を、回転軸の端部に設け、回転軸をスリーブに挿入すると、前記係合突部がスリーブの口縁と係合し、回転軸が抜け止めされる技術が提案されている。
特開平１１−８２５５０号公報（（００２６）段〜（００２８）段、図４、図５）

確かに提案技術によれば、回転軸のスリーブへの取り付けは容易になると考えられるが、従来よりも形状が複雑で、おそらくは製造費用が高い回転軸を用いなければならない。また、シャフトの抜け止めは従来と同様に止め輪を用いて行わなければならない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回転軸およびシャフトに新たな加工を加えることなく、また専用工具を使用することなく、一つの抜け止め部材で回転軸およびシャフトの抜け止めを行う電磁クラッチを提供することにある。

また本発明の他の目的は、組立工程を簡素化することができると共に、コストダウンを図ることができる電磁クラッチを提供することにある。

さらに本発明の他の目的は、専用工具を使用することなく２本の軸部材の抜け止めを行える抜け止め部材を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の電磁クラッチでは、シャフトを挿通させる貫通孔を有する軸部材と、回転自在に該軸部材に外嵌された入力回転体と、該軸部材と一体に回転自在に該軸部材に外嵌されたロータと、該ロータの片側面の対向位置に前記入力回転体と共回り可能に配設され、前記ロータに磁気吸着されることにより、前記入力回転体の回転をロータを介して軸部材に伝達するアーマチュアとを備え、前記シャフト及び前記軸部材の同じ側の端部に第１周溝及び第２周溝を形成し、これらの周溝に抜け止め部材を填めて前記シャフト及び前記軸部材を抜け止めし、前記抜け止め部材として、リング状の本体部と、本体部の一方面から垂直に延出した側壁部と、側壁部の略中央部から半径方向内方に突出した突出部とを有するものを用い、前記軸部材に形成された第２周溝に本体部を、そして前記シャフトに形成された第１周溝に突出部を係合させて、前記軸部材および前記シャフトを抜け止めすることを特徴とする。

ここで、組み立て作業の作業性および部品コストの低減などの観点から、前記抜け止め部材として、樹脂材料で一体成形されたものを用いるのが好ましい。

また本発明によれば、第１の軸部材に形成された貫通孔に第２の軸部材を挿通させ、第２の軸部材の端部が前記貫通孔から突出した状態で、第１の軸部材及び第２の軸部材の抜け止めを行う抜け止め防止部材であって、リング状の本体部と、この本体部の一方面に垂直に形成された側壁部と、この側壁部の略中央部から半径方向内方に突出した突出部とを有し、前記本体部と前記突出部とを２つの軸部材に形成されたそれぞれの周溝に係合させることにより、２本の軸部材を抜け止めすることを特徴とする抜け止め部材が提供される。

本発明の電磁クラッチでは、抜け止め部材として、リング状の本体部と、本体部の一方面に垂直に形成された側壁部と、側壁部の略中央部から半径方向内方に突出した突出部とを有するものを用い、軸部材に形成された第１周溝に本体部を、そしてシャフトに形成された第２周溝に突出部を係合させて、前記軸部材および前記シャフトを抜け止めするので、従来は２つの抜け止め部材が必要であったところ、一つの抜け止め部材で済ませることができ、加えて回転軸およびシャフトに新たな加工を加えることなく、また専用工具を使用することなく、回転軸およびシャフトの抜け止めが行える。これにより、組立工程を簡素化できると共に、製品のコストダウンが図れる。

本発明の電磁クラッチを図に基づいて以下説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。図１は、本発明の電磁クラッチの一実施形態を示す断面図、図２はその分解斜視図である。ハウジング１１は、貫通孔１１１が形成された一面開口の有底二重円筒体形状をなし、半径方向外方に回り止め部１１２が延出している。このハウジング１１は、鉄系金属等の磁性材料で構成され、その底面に後述する電磁コイル１２の引出線Ｃ１を外部に引き出すための開口部１１３が形成されている。

電磁コイル１２は、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ボビン１２１と、このボビン１２１のフランジ１２２ａ，１２２ｂ間の筒状部１２３の外周面に巻回された導線Ｃとで構成されている。導線Ｃの両端の引出線Ｃ１は、ハウジング１１の開口部１１３から外部に引き出される。ここで電磁コイル１２が、二重円筒体形状のハウジング１１内部に装着できるように、電磁コイル１２のフランジ１２２ａ，１２２ｂの外径は、ハウジング１１の外側円筒の内径よりも若干小さく、且つ電磁コイル１２の筒状部１２３の内径はハウジング１１の内側円筒の外径よりも若干大きく設定されている。

スリーブ１３は鉄などの磁性体からなり、ハウジング１２の貫通孔１１１の内径よりも若干小さい外径を有し、貫通孔１１１と略同等長さ円筒状に形成されてなる。スリーブ１３のハウジング１１の貫通孔１１１への取り付けは、ハウジング１１の貫通孔１１１の両開口部に、貫通孔１１１の内径と略同一の外径の筒状体で一方側端に鍔部を有する薄肉の樹脂製軸受７１，７２を、鍔部が貫通孔１１１の開口縁に当接するように填め入れ、この軸受７１，７２に支持されるようにスリーブ１３を貫通孔１１１内に装着する。

一方、アーマチュア３１は磁性体をリング状に成形してなり、その内縁周部に薄肉の段差部３１１が形成されている。またアーマチュア３１の外周及び内周には切り欠き部３１２，３１３が形成されている。一方、アーマチュア１を固定支持する支持部材３２は、アーマチュア３１と略同形のリング状をなし、アーマチュア３１を取り付ける面側の外周部には突起３２１、内周部には、先端に係合爪が形成された突部３２２が形成され、そして支持部材３２のもう一方面側には、軸方向に延出し、先端に係合爪が形成された係合片３２３が形成されている。

アーマチュア３１の支持部材３２への取り付けは、アーマチュア３１の外周及び内周の切り欠き部３１２，３１３を、支持部材３２の突起３２１及び突部３２２の位置に合わせて、段差部３１１を外側にしてアーマチュア３１を支持部材３２の一方の側面に密接させる。そして、段差部３１１の径よりも若干径の小さいリング体３３を段差部３１１に填め入れ、支持部材３２の突部３２２の係合爪をリング体３３に係合させリング体３３の抜けを防止する。また、このリング体３３は後述するように、電磁コイル１２に非通電状態のときにアーマチュア３１をロータ２１から離隔するよう、付勢力を加える役割をも果たす。

回転軸（軸部材）４１は略円筒状の外形を有し、一方の端部の外周面には止め輪（抜け止め部材）用の周溝４１１（第２周溝）が形成され、もう一方の端部にはフランジ４１２が形成されている。回転軸４１の外径はスリーブ１３の内径よりも若干小径に形成されて、スリーブ１３内に挿入可能とされている。回転軸４１内にはシャフト６１が装着されるが、このシャフト６１が回転軸４１と一体に回転できるように、回転軸４１の内周面にはシャフト６１に設けられたフラット部６１１と嵌合するＤカット部４１３が形成されている。また回転軸４１の外周の、後述するロータ２１の外嵌部分４１３は断面正八角形に成形され、回転軸４１がロータ２１と一体に回転するようになっている。

アーマチュア３１が取り付けられた支持部材３２はギア（入力回転体）５１に固定される。ギア５１は外部から回転力が入力されるものであり、円盤状に形成され、その外周面には歯５１１が形成されている。そして、支持部材３２の係合片３２３を挿通させるための開口部５１２が、係合片３２３に対応する位置に形成されている。

支持部材３２のギア５１への取り付けは、まず支持部材３２の貫通孔３２４に回転軸４１をそのフランジ４１２が支持部材３２と当接するまで挿通し、このフランジ４１２を挟み込む形で支持部材３２とギア５１とを密接させる。このとき、支持部材３２の係合片３２３の先端は、ギア５１の開口部５１２の内壁によって半径方向内方に弾性変形しながら開口部５１２内を進み、係合片３２３先端が開口部５１２を通過したところで半径方向外方へ広がり元の状態に復帰して、係合爪３２３がギア５１の開口部５１２の口縁に掛合し、支持部材３２及び回転軸４１がギア５１に固定される。これにより支持部材３２はギア５１と一体に回転する一方、回転軸４１はギア５１に対し回転自由となる。

ロータ２１は鉄などの磁性体からなり、リング状に形成されてなる。ロータ２１の中心に設けられた貫通孔２１１に、前記のギア５１に固定された回転軸４１を挿入し、ロータ２１を回転軸４１に固定する。具体的には、ロータ２１の貫通孔２１１の断面形状を正八角形とし、前述の回転軸４１の外周に形成された正八角形の部分４１３に前記貫通孔２１１を嵌合させて、ロータ２１を回転軸４１を一体に回転するように固定する。このとき、支持部材３２に取り付けられたアーマチュア３１と、ロータ２１との間には微小な間隙が形成されている。なお、ロータ２１の貫通孔２１１の断面形状と、ロータ２１を固定する部分の回転軸４１の外周形状とは、正八角形に限定されるものでなく、多角形や楕円など、嵌合し得る形状で且つ一体に回転し得る形状であれば特に限定はない。

次に、前述のようにハウジング１１の貫通孔１１１に装着されたスリーブ１３に、回転軸４１に取り付けたロータ２１の側面がスリーブ１３の端面と当接するまで回転軸４１が挿入され、電磁クラッチが形成される。このときスリーブ１３のもう一方の端面から回転軸４１の端部が突出し、回転軸４１の端部に形成された周溝４１１が露出する。ここで、リング状の本体部８１ａと、本体部８１ａの一方面から垂直に延出した側壁部８１ｂと、側壁部８１ｂの略中央部から半径方向内方に突出した平面状の突出部８１ｃとを有する止め輪（抜け止め部材）８１を用いて回転軸４１を抜け止めする。すなわち、回転軸４１の周溝４１１に止め輪８１の本体部８１ａを嵌合させて、回転軸４１を抜け止めする。これにより、共通の回転軸４１を介してスリーブ１３、ハウジング１１、ロータ２１、支持部材３２、ギア５１が回転軸４１のフランジ４１２と止め輪８１とによって挟持されて一体に組み付けられて図１に示す構造の電磁クラッチが完成する。

この状態で電磁コイル１２に通電されると、本来はハウジング１１、スリーブ１３及びロータ２１で形成される磁路中に電磁コイル１２による磁束が生成され、ロータ２１にアーマチュア３１を吸引する磁気吸着力が発生する。そして、アーマチュア３１がリング体３３の弾性力に抗してロータ側に移動し、ロータ２１に吸着される。これにより、ロータ２１がアーマチュア３１と共に回転する結果、ギア５１の回転力が回転軸４１に伝達され、回転軸４１がギア５１の回転に応じて回転することになる。

一方、電磁コイル１２への通電が遮断されると、磁束が消滅するためにロータ２１における磁気吸着力が消滅し、アーマチュア３１によりリング体３３に加えられていた押圧力が解除される。このため、撓み変形していたリング体３３が元の状態に戻る復帰力によってアーマチュア３１はロータ２１から離反した元の位置に引き戻されることになり、ギア５１の回転軸４１に対する回転力の伝達が遮断され、回転軸４１の回転は停止されることになる。

このような電磁クラッチにシャフト６１を装着する場合の工程を図３に示す。まず前述のように、回転軸４１の先端に形成された周溝４１１に止め輪８１の本体部８１ａを填めて、回転軸４１の抜けを防止する（同図（ａ）、（ｂ））。次に、回転軸４１の貫通孔４１４にシャフト６１を挿通する。貫通孔４１４を通過したシャフト６１の先端部と止め輪８１の突出部８１ｃとが接触すると、シャフト６１によって、止め輪８１の側壁部８１ｂが突出部８１ｃと共に半径方向外方に押し曲げられる。そして、シャフト６１の端部に形成されている周溝（第１周溝）６１２がちょうど止め輪８１の突出部８１ｃの部分に到達すると、側壁部８１ｂが元の状態に戻り、突出部８１ｃが周溝６１２に係合する。これにより、シャフト６１は電磁クラッチに抜けないように取り付けられ、シャフト６１に設けられたフラット部６１１と、回転軸４１の内周面に形成されたＤカット部４１３（図１に図示）とが嵌合し、シャフト６１は回転軸４１と一体に回転する。もちろん、シャフト６１を回転軸４１と共に回転させる手段はこれに限定されるものでなく、例えばシャフト６１及び回転軸４１に直径方向に貫通孔を穿設し、ここにピンを挿通して両者が共に回転するようにしてもよい。

一方、電磁クラッチからシャフト６１を取り外す場合には、止め輪８１の側壁部８１ｂの上端を半径方向外方に押し広げ、突出部８１ｃと周溝６１２との係合を解除し、シャフト６１を電磁クラッチから引き抜けばよい。

シャフト６１にフラット部６１１が形成されている場合、フラット部６１１の部分の周溝６１２に止め輪８１の突出部８１ｃを係合させるためには、突出部８１ｃを半径方向内方に長く伸ばす必要があり、強度などに問題が生じるおそれがある。そこで、シャフト６１にフラット部６１１が形成されている場合には、フラット部６１１に対向する位置に止め輪８１の突出部８１ｃが位置しないように、シャフト６１及び／又は止め輪８１に位置決め部を設けておくのが好ましい。例えば図４に示すように、回転軸４１の端面に、シャフト６１のフラット部６１１と嵌合するように平面部４１５を形成し、その中央部に突起４１６を形成する。他方、止め輪８１’の本体部８１ａ’の内周には、開口部８１２を挟んで両側に、回転軸４１の平面部４１５に嵌合するように直線部８１１を形成する。このような構成によれば、止め輪８１の開口部８１２が回転軸４１の突起４１６に填まり、直線部８１１が平面部４１５に嵌まる位置でのみ、止め輪８１は回転軸４１に嵌まることになる。

本発明で使用する止め輪の材質は、弾性を有するものであれば特に限定はなく、樹脂や金属を用いることができる。弾性変形強度やコストの観点からはポリアセタールが好適である。また本発明で使用する止め輪は前記樹脂材料を用いて一体成形するのが好ましい。

本発明の電磁クラッチの一実施形態を示す側断面図である。 図１の電磁クラッチの組立斜視図である。 止め輪の回転軸およびシャフトへの装着を説明する概説図である。 他の形態の止め輪を用いて回転軸を抜け止めしたときの側面図である。 従来の電磁クラッチにおける回転軸およびシャフトの抜け止めを説明するための斜視図である。

符号の説明

１１ ハウジング
１２ 電磁コイル
２１ ロータ
３１ アーマチュア
３２ 支持部材
３３ リング体
４１ 回転軸（軸部材）
５１ ギア（入力回転体）
６１ シャフト
８１ 止め輪（抜け止め部材）
１２１ ボビン
４１４ 貫通孔
４１１ 周溝（第２周溝）
６１２ 周溝（第１周溝）
８１ａ 本体部
８１ｂ 側壁部
８１ｃ 突出部

Claims (3)

1. シャフトを挿通させる貫通孔を有する軸部材と、回転自在に該軸部材に外嵌された入力回転体と、該軸部材と一体に回転自在に該軸部材に外嵌されたロータと、該ロータの片側面の対向位置に前記入力回転体と共回り可能に配設され、前記ロータに磁気吸着されることにより、前記入力回転体の回転をロータを介して軸部材に伝達するアーマチュアとを備え、前記シャフト及び前記軸部材の同じ側の端部に第１周溝及び第２周溝を形成し、これらの周溝に抜け止め部材を填めて前記シャフト及び前記軸部材を抜け止めする電磁クラッチにおいて、
   前記抜け止め部材が、リング状の本体部と、この本体部の一方面に垂直に形成された側壁部と、この側壁部の略中央部から半径方向内方に突出した突出部とを有し、前記軸部材に形成された第２周溝に本体部を、そして前記シャフトに形成された第１周溝に突出部を係合させて、前記軸部材および前記シャフトを抜け止めしたことを特徴とする電磁クラッチ。
2. 前記抜け止め部材が樹脂を材料として一体に成形されてなる請求項１記載の電磁クラッチ。
3. 第１の軸部材に形成された貫通孔に第２の軸部材を挿通させ、第２の軸部材の端部が前記貫通孔から突出した状態で、第１の軸部材及び第２の軸部材の抜け止めを行う抜け止め防止部材であって、
   リング状の本体部と、この本体部の一方面に垂直に形成された側壁部と、この側壁部の略中央部から半径方向内方に突出した突出部とを有し、前記本体部と前記突出部とを前記２つの軸部材に形成されたそれぞれの周溝に係合させることにより、２本の軸部材を抜け止めすることを特徴とする抜け止め部材。

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