JP2016180415A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキの制動力や、静止状態を保つための保持力が増大する電磁クラッチを提供する。【解決手段】入力軸部６と、円板部７を有するロータ３と、フィールドコア１３と、制動板２１と、入力軸部６に設けられた第２の軸受２４とを備える。第２の軸受にロータ側から当接する内フランジ３２を有し、第２の軸受を介して入力軸部に回転自在に支持されたプーリ２５を備える。内フランジの一端部に固定された連結部材４１と、円板部と制動板との間に挿入されたアーマチュア２３を備える。アーマチュアを制動板に向けて付勢しながら支える第１および第２の板ばね４２，４３を備える。内フランジは、複数の突き当て部３４と、複数の非有効部とを有する。第１の板ばねの他端部４２ｂは、第１のリベット４５によって連結部材に固定され、第２の板ばねの他端部４３ｂは、第２のリベット４６を含む固定構造４９によって内フランジ３２に固定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達を遮断した後の出力側の慣性回転、空転を防止するブレーキ機構を備えた電磁クラッチに関する。

従来、動力遮断時に作動するブレーキを備えた電磁クラッチとしては、例えば特許文献１に記載されているものがある。この特許文献１に開示された電磁クラッチは、入力軸部と一体に回転するロータと、このロータと対向するアーマチュアと、このアーマチュアよりロータとは反対側に位置する制動部材とを備えている。入力軸部は、動力が伝達されることにより回転する。ロータは、励磁コイルの磁束が通る磁気回路の一部を構成している。アーマチュアは、入力軸部に軸受を介して回転自在に支持されたプーリに複数の板ばねによって支持されている。

この電磁クラッチにおいては、励磁コイルが励磁されることにより、ロータにアーマチュアが磁気によって吸着され、ロータの回転がアーマチュアから板ばねを介してプーリに伝達される。また、励磁コイルが非励磁状態になると、アーマチュアが板ばねのばね力によってロータから離され、制動部材に押し付けられる。このようにアーマチュアが制動部材に押し付けられることにより、アーマチュアに制動力が作用し、アーマチュアとともにプーリが停止する。

プーリは、上述した軸受の外輪に嵌合する円筒部と、この円筒部から径方向の内側に延びる内フランジとを有している。内フランジは、軸線方向において、軸受とロータとの間に位置付けられている。この内フランジには、軸受の外輪にロータ側から突き当てられる突起が形成されている。プーリは、この突起が軸受の外輪に当接することによって、軸受に対してロータとは反対方向に移動することができない状態に保持されている。
内フランジにおける突起が形成されていない非有効部には、上述した板ばねの一端部がリベットによって固定されている。内フランジにこのリベットを通すための穴は、プーリの回転方向に並ぶ複数の突起どうしの間に形成されている。

特開２０１３ー２３４７２３号公報

特許文献１に示す電磁クラッチのような非励磁時に作動するブレーキを備えた電磁クラッチにおいては、ブレーキの制動力や、プーリを静止状態に保つための保持力をさらに大きくすることが要請されている。このような制動力や保持力を増大させるにあたっては、板ばねの数を増やすことが考えられる。しかし、特許文献１に示す電磁クラッチでは、プーリの内フランジに突起が形成されており、板ばねを取付けることが可能な部位が狭いから、板ばねの数を増やすことはできない。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、アーマチュアを付勢するばね部材の数を増やすことが可能で、ブレーキの制動力や、静止状態を保つための保持力が増大する電磁クラッチを提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る電磁クラッチは、動力が伝達されて回転する入力軸部と、入力軸部から径方向の外側に延びる円板部を有し、前記入力軸部と一体に回転するロータと、励磁コイルを有し、この励磁コイルの磁束が前記ロータを通る位置であって前記ロータより軸線方向の一方側に回転が規制された状態で設けられたフィールドコアと、前記ロータより前記軸線方向の他方側に回転が規制された状態で配置された制動部材と、前記入力軸部における前記ロータより前記軸線方向の他方側に設けられた軸受と、前記軸受に前記軸線方向において前記ロータ側から当接する移動規制部を有し、前記軸受を介して前記入力軸部に回転自在に支持された回転伝達部材と、前記移動規制部における前記ロータに近接する一端部に固定された連結部材と、環状に形成され、軸心部の穴に前記入力軸部が通された状態で前記ロータの円板部と前記制動部材との間にエアギャップ分だけ前記軸線方向へ移動可能に挿入されたアーマチュアと、前記アーマチュアに一端部が取付けられるとともに他端部が前記回転伝達部材に対して固定され、前記アーマチュアを前記制動部材に向けて付勢しながら支持する複数の第１のばね部材および複数の第２のばね部材とを備え、前記回転伝達部材の前記移動規制部は、前記回転伝達部材の回転方向に間隔をおいて並ぶ状態に設けられてそれぞれ前記軸受に当接する複数の突き当て部と、これらの突き当て部どうしの間に位置する複数の非有効部とを有し、前記連結部材は、前記複数の突き当て部と対向する部位にそれぞれ設けられた第１のリベット挿入部と、前記複数の非有効部と対向する部位にそれぞれ設けられた第２のリベット挿入部とを有し、第１のばね部材の前記他端部は、前記第１のリベット挿入部に挿入された第１のリベットによって前記連結部材に固定され、前記第２のばね部材の前記他端部は、前記第２のリベット挿入部に挿入された第２のリベットを含む固定構造によって前記非有効部に固定されているものである。

本発明は、前記電磁クラッチにおいて、前記回転伝達部材は、前記軸受が嵌合する円筒部と、この円筒部から径方向の内側に延びて前記移動規制部を構成する内フランジとを有し、前記突き当て部は、前記内フランジの一部が前記軸受に向けて突出してなる塑性変形部によって形成され、前記第１のリベットの一端部は、前記内フランジに前記突き当て部を形成することにより生じた凹部と対向していてもよい。

本発明によれば、回転伝達部材の移動規制部に設けられた突き当て部と対応する位置に、連結部材によって第１のばね部材の他端部が固定される。このため、第１および第２のばね部材の他端部を回転伝達部材に対して固定するにあたって、取付可能な位置が移動規制部の突き当て部によって制約を受けることがない。

このため、例えば特許文献１に示す電磁クラッチと較べて、アーマチュアを制動部材に向けて付勢するばね部材が第１のばね部材の分だけ増える。したがって、この発明によれば、アーマチュアを付勢するばね部材の数を増やすことが可能で、ブレーキの制動力や、静止状態を保つための保持力が増大する電磁クラッチを提供することができる。

本発明に係る電磁クラッチの断面図である。 要部を拡大して示す断面図である。 本発明に係る電磁クラッチの正面図である。 本発明に係る電磁クラッチの背面図である。 プーリの断面図である。 プーリの正面図である。 プーリの背面図である。 連結部材の背面図である。 図８におけるIX-IX線断面図である。

以下、本発明に係る電磁クラッチの一実施の形態を図１〜図９によって詳細に説明する。
図１に示す電磁クラッチは、同図において左右方向に延びる入力軸２に装着されている。ここでは、入力軸２の先端側（図１において右側）を便宜上、電磁クラッチ１の前側とし、これとは反対側を電磁クラッチ１の後側として説明する。

前記入力軸２は、例えばエンジン（図示せず）やモータ（図示せず）などの駆動装置によって駆動されて回転するものである。この入力軸２には、後述するロータ３のボス部４が取付けられている。ボス部４は、入力軸２のキー溝２ａに嵌合する凸部４ａを有しており、キー嵌合によって入力軸２と一体に回転する。ボス部４の先端部分には円筒状のベアリングカラー５が溶接されている。この実施の形態においては、入力軸２と、ボス部４と、ベアリングカラー５とによって、入力軸部６が構成されている。

ロータ３は、上述したボス部４と、このボス部４の外周部に固着されてボス部４から径方向の外側に延びる円板部７と、この円板部７の後側に電磁クラッチ１の後方に向けて開口する環状溝８を形成する内筒部９および外筒部１０などを備えている。このロータ３は、入力軸部６と一体に回転する。

ロータ３の円板部７には、複数の円弧状のスリット１１が形成されている。これらのスリット１１は、ロータ３の周方向に延びており、円板部７を入力軸２の軸線方向に貫通している。また、これらのスリット１１は、円板部７の径方向に二つ並べて設けられているとともに、円板部７の周方向の複数の部位に形成されている。
上述したボス部４の後端部には、第１の軸受１２を介してフィールドコア１３が支持されている。

フィールドコア１３は、環状に形成されており、電磁クラッチ１の前方に向けて開口する環状溝１４が形成されている。この環状溝１４の中には励磁コイル１５が収容されている。励磁コイル１５は、フィールドコア１３の後端面１３ａ（図３参照）から導出された電源ケーブル１５ａによって給電される。
このフィールドコア１３は、ロータ３の環状溝８内に挿入されている。すなわち、フィールドコア１３は、励磁コイル１５の磁束Φがロータ３を通る位置であって、ロータ３の後側（軸線方向の一方側）に位置付けられている。

フィールドコア１３の後端部には、このフィールドコア１３が入力軸２とともに回転することを防ぐ一対の回り止め部材１６がリベット１７によって固定されている。
これらの回り止め部材１６は、矩形状の金属製板材をプレス加工で所定の形状に折り曲げて形成されている。すなわち、回り止め部材１６は、図１および図３に示すように、フィールドコア１３の後端面１３ａに沿ってフィールドコア１３の径方向に延びる平板部１６ａと、この平板部１６ａの端部から入力軸２の軸線方向と平行に延びる二つの腕部１６ｂ，１６ｂ（図１参照）とを有している。平板部１６ａの両端部分には、この回り止め部材１６と固定ハウジング（図示せず）とを接続する接続部材１８を挿入するための穴１９が形成されている。

二つの腕部１６ｂは、図１に示すように、ロータ３の径方向の外側に位置付けられており、ロータ３より電磁クラッチ１の前方に突出している。これらの腕部１６ｂの先端部は、ロータ３の径方向の外側に向けて折り曲げられており、それぞれ取付板２０を構成している。これらの取付板２０には、制動板２１が取付用ボルト２２によってそれぞれ取付けられている。これらの制動板２１もフィールドコア１３と同様に回転が規制されている。これらの制動板２１は、ロータ３との間に挿入された後述するアーマチュア２３との接触により生じる摩擦抵抗でアーマチュア２３を制動するものである。この実施の形態においては、これらの制動板２１が本発明でいう「制動部材」に相当する。

この実施の形態による制動板２１は、図３および図４に示すように、回り止め部材１６からロータ３の周方向に延びる形状に形成されている。また、制動板２１は、図１に示すように、ロータ３より前方（軸線方向の他方側）であって、ロータ３との間に後述するアーマチュア２３が挿入可能な間隔が形成される位置に配置されている。

ロータ３のボス部４の前端部に溶着されたベアリングカラー５の前端部には、図１および図２に示すように、第２の軸受２４が設けられている。この第２の軸受２４は、入力軸部６におけるロータ３より前方（軸線方向の他方側）に設けられている。この第２の軸受２４は、本発明でいう「軸受」に相当するものである。この第２の軸受２４の外輪２４ａには、後述するプーリ２５の円筒部２６が嵌合している。
第２の軸受２４の内輪２４ｂは、前方から押圧板２７によって後方へ向けて押されている。押圧板２７は、入力軸２にねじ込まれた固定用ボルト２８によって前記内輪２４ｂに押し付けられている。

プーリ２５は、いわゆる板金製プーリで、図１、図２および図５に示すように、上述した円筒部２６と、この円筒部２６から径方向の外側に延びるプーリ本体部３１と、円筒部２６の後端部（軸線方向において一方の端部）に接続された内フランジ３２とを有している。この実施の形態においては、このプーリ２５によって本発明でいう「回転伝達部材」が構成されている。
プーリ本体部３０は、Ｖベルト（図示せず）が巻き掛けられるものである。円筒部２６の前端部には、プーリ２５が第２の軸受２４に対して後方に移動することを阻止するためにかしめ片３３が形成されている。このかしめ片３３は、円筒部２６の内周部分の一部をプレス加工により径方向の内側に突出させて形成されており、外輪２４ａの前端面に前方から押し付けられている。

内フランジ３２は、二つの機能を有している。第１の機能は、プーリ２５が第２の軸受２４に対して前方へ移動することを規制する機能である。内フランジ３２には、この第１の機能を実現するために、複数の突き当て部３４が設けられている。これらの突き当て部３４は、図７に示すように、プーリ２５の回転方向に間隔をおいて並ぶ状態に設けられている。この実施の形態による突き当て部３４は、プーリ２５の回転方向を３等分する位置にそれぞれ設けられている。また、これらの突き当て部３４は、内フランジ３２の外周縁部の一部と円筒部２６の一部とをプレスによって部分的に前側へ塑性変形させることによって形成されている。すなわち、この実施の形態による突き当て部３４は、内フランジ３２に設けられた塑性変形部３５によって構成されている。

これらの突き当て部３４は、図２に示すように、それぞれ第２の軸受２４の外輪２４ａに後方から（ロータ３側から）当接している。すなわち、内フランジ３２は、第２の軸受２４に軸線方向においてロータ３側から当接し、プーリ２５の前方への移動を規制する移動規制部３６を構成している。内フランジ３２の外周部には、突き当て部３４が形成されることによって複数の凹部３７（図１、図２および図６参照）が形成されている。

内フランジ３２における突き当て部３４どうしの間は、第１の機能を実現するにあたって用いられることがない非有効部３８を構成している。すなわち、内フランジ３２は、複数の突き当て部３４と、これらの突き当て部３４どうしの間に位置する複数の非有効部３８とを有している。複数の非有効部３８のそれぞれには、貫通孔３９が穿設されている。

内フランジ３２の第２の機能は、後述するアーマチュア２３を支持する機能である。この第２の機能を実現するにあたっては、図１および図２に示すように、内フランジ３２の後端面に重ねられた連結部材４１と、この連結部材４１から径方向の外側に延びる複数の第１および第２の板ばね４２，４３とが用いられる。

アーマチュア２３は、環状に形成され、軸心部の穴２３ａに入力軸部６が通された状態でロータ３の円板部７と制動板２１との間に挿入されており、第１および第２の板ばね４２，４３によって軸線方向へ移動可能に支持されている。第１および第２の板ばね４２，４３は、アーマチュア２３を制動板２１に向けて付勢する状態で支持している。この実施の形態による第１の板ばね４２と第２の板ばね４３は、同一の形状であって、細い帯状に形成されている。この実施の形態においては、第１の板ばね４２によって、本発明でいう「第１のばね部材」が構成され、第２の板ばね４３によって、本発明でいう「第２のばね部材」が構成されている。

第１および第２の板ばね４２，４３の一端部４２ａ，４３ａは、それぞれリベット４４によってアーマチュア２３に取付けられ、他端部４２ｂ，４３ｂは、後述する連結部材４１に第１および第２のリベット４５，４６によって取付けられている。アーマチュア２３は、これらの第１および第２の板ばね４２，４３が撓むことによって、円板部７と制動板２１との間でエアギャップＧの分だけ軸線方向へ移動可能である。
この実施の形態による連結部材４１は、図８および図９に示すように、円環板状に形成されており、複数の第１のリベット挿入穴４７と、複数の第２のリベット挿入穴４８とが穿設されている。

第１のリベット挿入穴４７は、図９に示すように、大径穴４７ａと小径穴４７ｂとによって構成されており、図８に示すように、連結部材４１の周方向を３等分する位置にそれぞれ設けられている。詳述すると、第１のリベット挿入穴４７は、図２に示すように、内フランジ３２の複数の突き当て部３４と対向する位置にそれぞれ設けられている。この実施の形態においては、この第１のリベット挿入穴４７が本発明でいう「第１のリベット挿入部」に相当する。

これらの第１のリベット挿入穴４７には、図２に示すように、第１のリベット４５が挿入されている。第１のリベット４５は、連結部材４１と第１の板ばね４２の他端部４２ｂとを貫通し、連結部材４１の後面に第１の板ばね４２の他端部４２ｂを固定している。すなわち、第１の板ばね４２の他端部４２ｂは、第１のリベット挿入穴４７に挿入された第１のリベット４５によって連結部材４１に取り付けられており、この連結部材４１を介して内フランジ３２に対して固定されている。
第１のリベット４５の基端側大径部４５ａ（前端部）は、第１のリベット挿入穴４７の大径穴４７ａ内に収容されており、内フランジ３２の上述した凹部３７と対向している。

第２のリベット挿入穴４８は、図９に示すように、穴径が一定の貫通穴によって構成されており、図８に示すように、連結部材４１の周方向を３等分する位置であって、互いに隣り合う二つの第１のリベット挿入穴４７どうしの間に設けられている。また、これらの第２のリベット挿入穴４８は、図２に示すように、上述した内フランジ３２の貫通孔３９と対応する位置（内フランジ３２の非有効部３８と対向する部位）にそれぞれ設けられている。この実施の形態においては、この第２のリベット挿入穴４８が本発明でいう「第２のリベット挿入部」に相当する。

第２のリベット挿入穴４８と内フランジ３２の貫通孔３９には、第２のリベット４６が挿入されている。この第２のリベット４６は、内フランジ３２と、連結部材４１と、第２の板ばね４３の他端部４３ｂとを貫通し、連結部材４１を内フランジ３２の後面に固定するとともに、第２の板ばね４３の他端部４３ｂを連結部材４１の後面に固定している。すなわち、第２の板ばね４３の他端部４３ｂは、第２のリベット挿入穴４８に挿入された第２のリベット４６を含む固定構造４９によって内フランジ３２の非有効部３８に固定されている。この実施の形態による固定構造４９は、第２のリベット４６と、連結部材４１とによって構成されている。

第１および第２の板ばね４２，４３は、図４に示すように、プーリ２５を前方から見てプーリ２５の径方向に対して傾斜した状態でアーマチュア２３と連結部材４１との間に設けられている。第１の板ばね４２は、プーリ２５の回転方向を３等分する位置に配置され、第２の板ばね４３は、互いに隣り合う一対の第１の板ばね４２どうしの間に位置付けられている。

このように構成された電磁クラッチ１においては、励磁コイル１５が励磁されることにより、アーマチュア２３がロータ３に磁気によって吸着され、ロータ３と一体に回転する。アーマチュア２３の回転は、第１および第２の板ばね４２，４３および連結部材４１を介してプーリ２５に伝達される。このため、動力が入力軸２から電磁クラッチ１を介してプーリ２５に伝達される。

励磁コイル１５が非励磁状態になると、アーマチュア２３が第１および第２の板ばね４２，４３のばね力でロータ３から離され、制動板２１に押し付けられる。このようにアーマチュア２３が制動板２１に押し付けられることにより、制動力が生じ、慣性で回転していたプーリ２５が停止し、停止した状態に保持される。この制動力や、プーリ２５を停止した状態に保持する力の大きさは、第１および第２の板ばね４２，４３のばね力の大きさに依存する。

この実施の形態おいては、プーリ２５の内フランジ３２に設けられた突き当て部３４と対応する位置に、連結部材４１によって第１の板ばね４２の他端部４２ｂが固定されている。このため、第１および第２の板ばね４２，４３の他端部４２ｂ，４３ｂを内フランジ３２に対して固定するにあたって、取付可能な位置が内フランジ３２の突き当て部３４によって制約を受けることがない。
このように構成された電磁クラッチ１によれば、例えば特許文献１に示す電磁クラッチと較べると、アーマチュア２３を制動板２１に向けて付勢するばね部材が第１の板ばね４２の分だけ増える。したがって、この実施の形態によれば、アーマチュア２３を付勢するばね部材の数を増やすことが可能で、ブレーキの制動力や、静止状態を保つための保持力が増大する電磁クラッチを提供することができる。

この実施の形態によるプーリ２５は、第２の軸受２４が嵌合する円筒部２６と、この円筒部２６から径方向の内側に延びて移動規制部３６を構成する内フランジ３２とを有している。この実施の形態による突き当て部３４は、内フランジ３２の一部が第２の軸受２４に向けて突出してなる塑性変形部３５によって形成されている。第１のリベット４５の一端部である基端側大径部４５ａは、内フランジ３２に突き当て部３４を形成することにより生じた凹部３７と対向している。
このため、プーリ２５を板金プーリ２５によって形成することができ、プーリ２５の重量を軽くすることができるから、第１および第２の板ばね４２，４３のばね力や制動板２１の構成を変えることなく、プーリ２５が停止するまでの時間を短縮することができる。

上述した実施の形態による第２の板ばね４３の他端部４３ｂは、連結部材４１を介して内フランジ３２に対して固定されている。このため、第１の板ばね４２と第２の板ばね４３とを同一形状に形成することができ、コストダウンを図ることができる。

１…電磁クラッチ、３…ロータ、６…入力軸部、７…円板部、１３…フィールドコア、１５…励磁コイル、２１…制動板（制動部材）、２３…アーマチュア、２４…第２の軸受（軸受）、２５…プーリ（回転伝達部材）、２６…円筒部、３２…内フランジ、３４…突き当て部、３５…塑性変形部、３６…移動規制部、３７…凹部、３８…非有効部、４１…連結部材、４２…第１の板ばね（第１のばね部材）、４２ｂ，４３ｂ…他端部、４３…第２の板ばね（第２のばね部材）、４５…第１のリベット、４５ａ…基端側大径部（前端部）、４７…第１のリベット挿入穴（第１のリベット挿入部）、４８…第２のリベット挿入穴（第２のリベット挿入部）、４９…固定構造、Φ…磁束。

Claims (2)

1. 動力が伝達されて回転する入力軸部と、
   入力軸部から径方向の外側に延びる円板部を有し、前記入力軸部と一体に回転するロータと、
   励磁コイルを有し、この励磁コイルの磁束が前記ロータを通る位置であって前記ロータより軸線方向の一方側に回転が規制された状態で設けられたフィールドコアと、
   前記ロータより前記軸線方向の他方側に回転が規制された状態で配置された制動部材と、
   前記入力軸部における前記ロータより前記軸線方向の他方側に設けられた軸受と、
   前記軸受に前記軸線方向において前記ロータ側から当接する移動規制部を有し、前記軸受を介して前記入力軸部に回転自在に支持された回転伝達部材と、
   前記移動規制部における前記ロータに近接する一端部に固定された連結部材と、
   環状に形成され、軸心部の穴に前記入力軸部が通された状態で前記ロータの円板部と前記制動部材との間にエアギャップ分だけ前記軸線方向へ移動可能に挿入されたアーマチュアと、
   前記アーマチュアに一端部が取付けられるとともに他端部が前記回転伝達部材に対して固定され、前記アーマチュアを前記制動部材に向けて付勢しながら支持する複数の第１のばね部材および複数の第２のばね部材とを備え、
   前記回転伝達部材の前記移動規制部は、前記回転伝達部材の回転方向に間隔をおいて並ぶ状態に設けられてそれぞれ前記軸受に当接する複数の突き当て部と、これらの突き当て部どうしの間に位置する複数の非有効部とを有し、
   前記連結部材は、前記複数の突き当て部と対向する部位にそれぞれ設けられた第１のリベット挿入部と、前記複数の非有効部と対向する部位にそれぞれ設けられた第２のリベット挿入部とを有し、
   第１のばね部材の前記他端部は、前記第１のリベット挿入部に挿入された第１のリベットによって前記連結部材に固定され、
   前記第２のばね部材の前記他端部は、前記第２のリベット挿入部に挿入された第２のリベットを含む固定構造によって前記非有効部に固定されていることを特徴とする電磁クラッチ。
2. 請求項１記載の電磁クラッチにおいて、
   前記回転伝達部材は、前記軸受が嵌合する円筒部と、この円筒部から径方向の内側に延びて前記移動規制部を構成する内フランジとを有し、
   前記突き当て部は、前記内フランジの一部が前記軸受に向けて突出してなる塑性変形部によって形成され、
   前記第１のリベットの一端部は、前記内フランジに前記突き当て部を形成することにより生じた凹部と対向していることを特徴とする電磁クラッチ。

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