JP2006258229A - 電磁クラッチ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁クラッチにおいて、シェル３と燒結ハブ４の間の空間間隙Ｓを均一にし、磁力のバラツキを減少させてクラッチの回転を円滑にし、耐久性を向上させる。
【解決手段】ボビン１にコイル２を保持しボビン１の外周にシェル３を嵌合して非回転部Ａを構成する。ボビン１の内周面には燒結ハブ４を嵌挿し燒結ハブ４の中心にシャフト５を嵌合固着する。シャフト５にロータ６及び駆動伝達部８を嵌合固着して回転部Ｂを構成する。シェル３にボビン１の外周から回転軸Ｌ側に回り込む平面部３ｂを形成し、この平面部３ｂを燒結ハブ４のフランジ部４ｂに対して回転軸Ｌのスラスト方向に対面させる。対面部に空間間隙Ｓを形成する。距離Ｄを保持するシム９を配設する。磁路をスラスト方向としてラジアル方向に磁力のバラツキが生じないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルＰＰＣ（普通紙複写機）、レーザープリンタなどの画像形成装置において各種ユニットに使用される電磁クラッチ、及び該電磁クラッチを用いた画像形成装置に関する。

従来、複写機等において用いられる電磁クラッチとして例えば図３に示すものがある。この電磁クラッチは、コイル１１を保持するボビン１２の外周に支持されるシェル１３によって非回転部が構成され、燒結ハブ１４とシャフト１５、アマチュア１６と駆動伝達部１７とロータ１８にて回転部が構成されている。シェル１３は円筒形状であり、このシェル１３の下部内周面と燒結ハブ１４の外周面との間に空間間隙Ｓ′が形成されている。そして、図３に矢印で示すように、コイル１１の磁界による磁路が、燒結ハブ１４、シェル１３、ロータ１８、アマチュア１６、ロータ１８、燒結ハブ１４と形成される。すなわち、このとき、図４の拡大図に示したように、磁路の一部は、シェル１３と燒結ハブ１４との間に形成された空間間隙Ｓ′を介して構成される。なお、車輌用の電磁クラッチが例えば特開２０００−３１０２４２号公報に開示されている。
特開２０００−３１０２４２号公報

前記従来の電磁クラッチは、その構造上、形成される磁路において摺動面や空間間隙が存在するが、部品構成が安価な場合、磁路形成部材（特にシェル１３及び燒結ハブ１４）の加工精度や組付誤差などにより、磁路の空間間隙Ｓ′の距離が変化し、磁力のバラツキが発生することになる。この場合、出力トルクのバラツキや、摺動面の偏摩耗を引き起こし耐久性の低下へと繋がる場合がある。

例えば、ボビン１２の外周に設けられた磁路形成部材であるシェル１３は、円筒状の素材を切断して形成されるが、この切断加工する際に切断部に応力が掛かかることで真円ではなく楕円形状になってしまう。その結果、例えば図５に図３のＰ−Ｐ矢視図を示すように、楕円形状となったシェル１３の内周面と燒結ハブ１４の外周面との空間間隙Ｓ′の距離が部分部分により変化し、図５に矢印で示したように、空間間隙Ｓ′が大きいところで磁界１０が弱く、空間間隙Ｓ′が小さいとことで磁界１０′が強くなり、ラジアル方向の磁力のバラツキが発生する。このため、ボビン１２の内径と燒結ハブ１４との摺動面に偏摩耗を引き起こし、円滑な回転動作が阻害されてしまう。

また、特許文献１には、車輌用の電磁クラッチにおいて磁力のバラツキを低減するようにした技術が開示されている。この技術は、嵌合された２つの磁路形成部材による磁路形成面の空間間隙の距離の変化からなる摩耗を抑制するために、磁路形成面の一部のみ突出させて摺動嵌合させ、それ以外の磁路形成面は非接触となるように空間間隙を設ける構成になっている。しかし、硬質の磁路形成部材の一部を嵌合させるような形状に加工する場合、切削などの追加工が必要となり、部品構成が効果となり、コストが嵩むという問題がある。なお、この特許文献１の技術は、磁路形成部材であるヨークとリアカバーとの間において磁路を形成する向きは図３及び図４と同様にラジアル方向である。

本発明は、上記のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、シェルと燒結ハブの間の空間間隙を均一にし、磁力のバラツキを減少させる機構を提供し、クラッチの回転を円滑にし耐久性を向上させることを課題とする。

請求項１の発明は、コイルと該コイルを保持するボビンと該ボビンの外周に支持されるシェルとによって構成される非回転部と、燒結ハブとシャフトとアマチュアと駆動伝達部とロータにて構成された回転部とからなり、前記コイルの磁界による磁路を前記シェルと前記燒結ハブとの空間間隙を介して構成するようにした電磁クラッチにおいて、前記シェルと前記燒結ハブの間の前記空間間隙を、該シェルと該燒結ハブとが回転軸のスラスト方向に対面する該対面部に設ける機構としたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の電磁クラッチであって、前記シェルが、前記ボビンの外周から前記回転軸側に回り込むように形成された平面部を有し、該平面部を前記燒結ハブに対してスラスト方向に対向させて前記空間間隙を前記スラスト方向となるように形成したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の電磁クラッチであって、前記非回転部の一部である前記シェルの前記平面部と前記回転部の前記燒結ハブの間の前記空間間隙部に、摺動性に優れた非磁性体のシムを介在させたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載の電磁クラッチであって、前記シェルと前記燒結ハブに介在された前記シムの面積は、前記空間間隙における前記シェルと前記燒結ハブとの対向面の面積に対して十分に小さいことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁クラッチを備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項１の発明によれば、コイルと該コイルを保持するボビンと該ボビンの外周に支持されるシェルとによって構成される非回転部と、燒結ハブとシャフトとアマチュアと駆動伝達部とロータにて構成された回転部とからなり、前記コイルの磁界による磁路を前記シェルと前記燒結ハブとの空間間隙を介して構成するようにした電磁クラッチにおいて、シェルと燒結ハブとが回転軸のスラスト方向に対面する該対面部に空間間隙を設けるようにしたので、磁路を形成するシェルの難しい加工を必要とせず、燒結ハブとの間の空間間隙を均一にすることができ、コストを抑えながら、ラジアル方向の磁力のバラツキを減少させてクラッチの回転を円滑にし耐久性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、シェル側面を絞り加工により製作することにより容易に製作でき、燒結ハブと面するシェルの平面部は絞り加工に影響されない素材のままの板金面精度を確保することができ、自ずと燒結ハブとの平行度を容易に出すことができ、コストを抑えながら、さらに磁力のバラツキを減少させることができる。

請求項３の発明によれば、請求項２の効果に加えて、シェルと燒結ハブの空間間隙に摺動性に優れた非磁性材のシムを介在させたので、シェルと燒結ハブとの面接触や、回転による摩擦を低減させることができ、また、シムの精度よい厚さにより空間間隙の距離を一定に保つことができ、さらに、ラジアル方向の磁力のバラツキを減少させてクラッチの回転を円滑にし耐久性を向上させることができる。

請求項４の発明によれば、請求項３の効果に加えて、シェルと燒結ハブに介在されたシムの面積を、空間間隙におけるシェルと燒結ハブとの対向面の面積に対して十分に小さくするようにしたので、シェルと燒結ハブの磁路を十分に確保することができるとともに、摩擦を低減させて、クラッチの回転を円滑にすることができる。

請求項５の発明によれば、画像形成装置において請求項１乃至３のいずれか一項の効果を奏することができ、コストを抑えるとともに安定した動作をする高品位な画像形成装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は実施形態の電磁クラッチの回転軸に沿った縦断面図、図２は同電磁クラッチの要部拡大図である。なお、この実施形態において、図１の上下方向を電磁クラッチの上下方向として説明する。また、図の一点鎖線で示した軸を回転軸Ｌとしている。この実施形態の電磁クラッチは、糸巻き状の非磁性体のボビン１にコイル２が保持されており、このボビン１（及びコイル２）の外周にシェル３が下から嵌合されている。そして、ボビン１、コイル２及びシェル３は非回転部Ａを構成している。

ボビン１の円筒状内周面には燒結ハブ４が嵌挿されており、このボビン１の円筒状内周面と燒結ハブ４の円筒状外周面とは互いに摺接する摺動面となっている。燒結ハブ４の中心にはシャフト５が嵌合固着されており、シャフト５にはロータ６が嵌合固着されている。さらに、シャフト５の一端（上端）にはアマチュア７を有する駆動伝達部８が嵌合固着されている。そして、燒結ハブ４、シャフト５、ロータ６、アマチュア７及び駆動伝達部８は回転部Ｂを構成している。

シェル３は金属板で加工されており、ボビン１の外周に嵌合する部分は円筒形状の本体部３ａであり、この本体部３ａの下端から、ボビン１の外周から該ボビン１の一端面（下面）に沿って回転軸Ｌ側に回り込むように平面部３ｂが形成されている。燒結ハブ４は、シャフト５の外周に嵌合する部分が円筒形状の軸部４ａであり、この軸部４ａの端部（下端）には外周に延びるフランジ部４ｂが形成されている。

シェル３の平面部３ｂと燒結ハブ４のフランジ部４ｂはそれぞれドーナツ盤状の形状であり、この平面部３ｂとフランジ部４ｂとは所定の距離Ｄ（図２）を隔てて回転軸Ｌのスラスト方向（軸方向）に対面している。これにより、この平面部３ｂとフランジ部４ｂとの対面部に空間間隙Ｓが形成されている。また、平面部３ｂとフランジ部４ｂとの間には、燒結ハブ４の軸部４ａに嵌挿されたリング状のシム９が配設されている。このシム９は摺動性に優れた非磁性体の部材で形成されている。なお、図２に示したようにシェル３の平面部３ｂの円形の開口部３ｂ１と燒結ハブ４の軸部４ａとの間にはクリアランスが設けられている。

以上の構成により、非回転部Ａのコイル２に通電すると、図１に矢印で示したように、磁路が、燒結ハブ４、シェル３、ロータ６、アマチュア７、ロータ６、燒結ハブ４と形成される。なお、図１においては、符号と引出線を分かり易くするために右側については矢印を省略してあるが左側と同様である。これにより、回転部Ｂの回転に制動力が働き、回転部Ｂに連結された回転体（例えば後述の画像形成装置の従動ローラ等）の回転が騒動される。

ここで、図２に示したように、燒結ハブ４とシェル３の間の磁路は、燒結ハブ４のフランジ部４ｂから空間間隙Ｓを介してシェル３の平面部３ｂに向けて形成され、この部分の磁路はフランジ部４ｂと平面部３ｂに対して直角に、すなわちシャフト５の回転軸Ｌのスラスト方向に形成される。したがって、燒結ハブ４（あるいは回転部Ｂ）に対して、シェル３が多少扁芯していたとしても、空間間隙Ｓの距離Ｄは一定に保持され、磁力のバラツキを減少させることができ、燒結ハブ４（回転部Ｂ）の回転が円滑になる。

また、図２に示したように、シェル３はボビン１との接触位置で絞り加工されて取り付けられるため、平面部３ｂにはこの加工の影響がない。このため、平面部３ｂはシェル３の素材のままの板金面精度を確保することができる。したがって、燒結ハブ４のフランジ部４ｂとの平行度を容易に出すことができ、コストを抑えながら、さらに磁力のバラツキを減少させることができる。また、この実施形態では、シム９も、空間間隙Ｓの距離Ｄを一定に保持するように作用し、さらに磁力のバラツキを減少させることができる。この実施形態では、シム９の面積は、平面部３ｂ及びフランジ部４ｂの面積に比べて十分に小さくなっており、シェル３と燒結ハブ４の磁路を十分に確保することができるとともに、摩擦を低減させて、クラッチの回転を円滑にすることができる。

ところで、画像形成装置はシート（用紙）を搬送するシート搬送装置を備えているが、このシート搬送装置において、駆動ローラと従動ローラでシートを挟んで該シートを搬送する。この際に、例えば実施形態の電磁クラッチ等を用いて、回転部Ｂのシャフト５に従動ローラを連結し、この従動ローラに回転を妨げるような力を付与することで、シートの搬送速度を制御することが行われる。実施形態の電磁クラッチは回転が円滑になるため、従動ローラの回転も精度よく制御できる。したがって、高品位な画像形成装置が得られる。

実施形態では、シム９を配設した好適な例について説明したが、シム９がなくても、シェル３と燒結ハブ４との間の空間間隙Ｓに形成される磁路が回転軸Ｌのスラスト方向となるようにすれば、上記の効果が得られることはいうまでもない。

また、以上の実施形態では電磁クラッチを画像形成装置に適用した場合について説明したが、他の装置に適用できることはいうまでもない。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

本発明の実施形態の電磁クラッチの回転軸に沿った縦断面図である。 同実施形態の電磁クラッチの要部拡大図である。 従来の電磁クラッチの一例を示す断面図である。 図３の一部拡大図である。 図３のＰ−Ｐ矢視図である。

符号の説明

Ｌ 回転軸
１ ボビン
２ コイル
３ シェル
３ｂ 平面部
４ 燒結ハブ
４ｂ フランジ部
５ シャフト
６ ロータ
７ アマチュア
８ 駆動伝達部
９ シム
Ａ 非回転部
Ｂ 回転部
Ｓ 空間間隙

Claims (5)

1. コイルと該コイルを保持するボビンと該ボビンの外周に支持されるシェルとによって構成される非回転部と、燒結ハブとシャフトとアマチュアと駆動伝達部とロータにて構成された回転部とからなり、前記コイルの磁界による磁路を前記シェルと前記燒結ハブとの空間間隙を介して構成するようにした電磁クラッチにおいて、
   前記シェルと前記燒結ハブの間の前記空間間隙を、該シェルと該燒結ハブとが回転軸のスラスト方向に対面する該対面部に設ける機構としたことを特徴とする電磁クラッチ。
2. 前記シェルが、前記ボビンの外周から前記回転軸側に回り込むように形成された平面部を有し、該平面部を前記燒結ハブに対してスラスト方向に対向させて前記空間間隙を前記スラスト方向となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
3. 前記非回転部の一部である前記シェルの前記平面部と前記回転部の前記燒結ハブの間の前記空間間隙部に、摺動性に優れた非磁性体のシムを介在させたことを特徴とする請求項２に記載の電磁クラッチ。
4. 前記シェルと前記燒結ハブに介在された前記シムの面積は、前記空間間隙における前記シェルと前記燒結ハブとの対向面の面積に対して十分に小さいことを特徴とする請求項３に記載の電磁クラッチ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁クラッチを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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