JP3592225B2 - コイル組立体及び電磁クラッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸心回りに回転可能なシャフトと、このシャフトに回転可能に外嵌された入力側回転体との連結を電気的に行うようにした電磁クラッチに用いられるコイル組立体及び電磁クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電磁クラッチは、複写機の給紙機構等に適用されるものであり、例えば、軸心周りに回転可能なシャフトに入力側回転体であるギアと出力側回転体であるロータとが外嵌され、これらのギアとロータとの間に伝達体であるアーマチュアがギアと共回り可能に配設され、アーマチュアが板ばね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シャフトに伝達されるように構成されている。
【０００３】
このような構成の電磁クラッチでは、図７に要部を示すように、磁気発生部を構成する励磁コイル５１が収納されるフィールド５２は、シャフト５３が挿通される貫通孔５４の形成された底部５５を一体に有する筒状体からなるもので、プレスシボリ加工により作製するようにしたものであった。また、このように作製されたフィールド５２には、その底部５５に電磁クラッチを回り止めするための回り止め部５６がカシメ加工により取り付けられるようになっていた。なお、ここでは、励磁コイル５１をフィールド５２内に収納したものをコイル組立体という。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成の電磁クラッチでは、フィールド５２のプレスシボリ加工はその工程数が多いために金型費用が高くつき、そのことがコストアップの要因になるという問題があった。また、励磁コイル５１は、通常は圧入によりフィールド５２内の底面に当接するようにして収納配置されるようになっているため、衝撃が加えられると底面位置から浮いてしまって位置ずれが生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、フィールドの構成を簡素化してコストダウンを可能にすると共に、フィールド内における励磁コイルの浮きを効果的に阻止することができるコイル組立体及び電磁クラッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、両端が開口された筒状体と、この筒状体の一方の開口端に配設される板状体と、前記筒状体の内部に収納される励磁コイルとからなる電磁クラッチ用のコイル組立体であって、前記板状体は、中心部に形成されたシャフト挿通用の貫通孔と、その貫通孔の外周領域に周方向に沿って形成された複数の係止孔とを備え、前記励磁コイルは、両端に鍔が形成され、中心部にシャフト挿通用の貫通孔が形成されたボビンと、このボビンに導線が巻回されてなるコイルと、一方の鍔の前記各係止孔に対向する位置にそれぞれ形成された係止突起と、他方の鍔の外周縁に形成され、前記筒状体の抜けを他方の開口端で規制する規制部とを備え、前記励磁コイルがその規制部により前記筒状体を他方の開口端で抜け規制した状態で前記筒状体に収納され、その係止突起が前記板状体の係止孔に挿通されて当該板状体に係止されてなることを特徴としている。
【０００７】
この構成によれば、励磁コイルがその規制部により筒状体を他方の開口端で抜け規制した状態で筒状体に収納され、その係止突起が筒状体の一方の開口端に配設された板状体の係止孔に挿通されて板状体に係止されることで板状体が筒状体に取り付けられる。このため、フィールドの構成が簡素化されてコストダウンが可能になると共に、フィールド内における励磁コイルの浮きを効果的に阻止することができる。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に係るものにおいて、前記板状体の貫通孔の周縁に前記筒状体側に突出する筒体が一体に形成されていることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、筒体に電磁クラッチのシャフトが支持されると共に、この筒体がシャフトと面対向することで励磁コイルの磁路の一部とされる。このため、シャフトが確実に支持されるようになると共に、筒体とシャフト間の磁気抵抗を小さくして伝達トルクを強め、かつ安定化させることができる。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に係るものにおいて、前記板状体の外周縁に突出する回り止め部が一体に形成されていることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、フィールドの構成が簡素化されると共に、回り止め部により電磁クラッチが所定位置に固定される。このため、電磁クラッチのコストダウンが可能となり、電磁クラッチの所定位置への固定を確実に行うことができる。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに係るものにおいて、前記係止突起の先端に鉤部が形成され、その鉤部により係止突起が板状体に係止されていることを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、係止突起の鉤部が板状体に係止されることで板状体が筒状体に確実に取り付けられる。このため、コイル組立体の組み立て作業が容易となり、フィールドの構成がより簡素化される。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のコイル組立体と、このコイル組立体に回転可能に貫通配置されたシャフトと、このシャフトに共回り可能に外嵌され、前記コイル組立体の励磁コイルに対向して配設された出力側回転体と、前記シャフトに回転可能に外嵌された入力側回転体と、この入力側回転体に弾性部材を介して共回り可能に取り付けられ、前記励磁コイルによる磁気により前記出力側回転体に吸着可能に配設された伝達体とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、励磁コイルがその係止部を筒状体の他方の開口端に係止させた状態で筒状体に収納され、その係止突起が筒状体の一方の開口端に配設された板状体の係止孔に挿通されて板状体に係止されることで板状体が筒状体に取り付けられて一体化される。このため、フィールドの構成が簡素化されてコストダウンが可能になると共に、フィールド内における励磁コイルの浮きを効果的に阻止することができて動作信頼性に優れたものとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る電磁クラッチの断面図である。この図において、電磁クラッチ１０は、コイル組立体１２と、コイル組立体１２を貫通して配置されたシャフト１４と、シャフト１４に共回り不能に外嵌された出力側回転体であるロータ１６と、シャフト１４に回転可能に外嵌された入力側回転体であるギア１８と、ギア１８に弾性部材であるリング体２０を介して取り付けられ、ロータ１６に対向するように配設された伝達体であるアーマチュア２２とを備えている。
【００１７】
コイル組立体１２は、図２に示すように、両面が開口された筒状体２４と、この筒状体２４の一方の開口端縁に当接して配設される板状体２６と、筒状体２４内に配設される励磁コイル２８とから構成されている。筒状体２４は、鉄系金属等の磁性材料で構成されたもので、一方（図では左側）の開口端縁に３つの凹部（切り欠き）２４１，２４２，２４３が等間隔で形成され、他方（図では右側）の開口端縁に３つの凹部（切り欠き）２４４，２４５，２４６が等間隔で形成されている。
【００１８】
板状体２６は、鉄系金属等の磁性材料で構成されたもので、中央にシャフト１４が挿通される貫通孔２６１が形成され、この貫通孔２６１の周縁に筒状体２４側に突出する筒体（軸受け嵌合部）２６２が形成されている。この筒体２６２は、シャフト１４の支持を容易にすると共に、シャフト１４との間の磁気抵抗を小さくするためのものである。このため、この筒体２６２は、シャフト１４の軸芯方向における板状体２６外面からの長さＬｏが予め設定された所定値（例えば、Ｌｏ＝１．２ｍｍ以上、好ましくは２．０ｍｍ以上）となるようにされている。また、この筒体２６２は、シャフト１４との間に軸受けを嵌合させる隙間Ｇが形成される内径寸法とする必要があるが、その隙間Ｇが大きくなり過ぎると磁気抵抗が大きくなるため、その隙間Ｇが予め設定された所定値（例えば、Ｇ＝０．０５〜１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．５ｍｍ）となるように内径寸法が設定されている。
【００１９】
また、この板状体２６の外周縁には、３つの凹部（切り欠き）２６３，２６４，２６５が等間隔で形成されており、凹部２６３と凹部２６４との間に筒状体２４の凹部２４２に嵌合される凸部（突起部）２６６が外周方向に突出形成され、凹部２６４と凹部２６５との間に筒状体２４の凹部２４３に嵌合される凸部（突起部）２６７が外周方向に突出形成されている。
【００２０】
また、この板状体２６の凹部２６３と凹部２６５との間に回り止め部２６８が外周方向に突出形成され、その根元部が筒状体２４の凹部２４１に嵌合されるようになっている。また、この板状体２６の貫通孔２６１の外周領域であって、回り止め部２６８及び凸部２６６、２６７に対応する位置にそれぞれ係止孔２６９，２７０，２７１が形成されている。すなわち、これら係止孔２６９，２７０，２７１は、貫通孔２６１の外周領域に周方向に沿って等間隔で形成されたものである。
【００２１】
これら筒状体２４と板状体２６とは、筒状体２４の各凹部２４１，２４２，２４３に板状体２６の凸部２６６，２６７と回り止め部２６８の根元部とが嵌合されて互いに組み付けられることによりフィールド（ハウジング）２７を構成するようになっている。
【００２２】
励磁コイル２８は、ボビン２８１と、このボビン２８１のコイル巻装部に導線が巻回されてなるコイル２８２とから構成されている。ボビン２８１は、合成樹脂等の絶縁材料で構成されたもので、中央にシャフト１４が挿通される貫通孔２８３が形成されると共に、軸芯方向に３つの鍔２８４，２８５，２８６が形成されており、鍔２８４と鍔２８５間がコイル２８２の引出線２８７を固定する固定部とされ、鍔２８５と鍔２８６間がコイル巻装部とされている。なお、ボビン２８１の貫通孔２８３の径寸法は、板状体２６の筒体２６２の内径寸法と略同じ値になるように設定されている。ただし、この貫通孔２８３の板状体２６側の径寸法は、筒体２６２を受け入れるために筒体２６２の外径寸法と略同じ値となるようにされている。
【００２３】
これら３つの鍔２８４，２８５，２８６のうち、板状体２６に対向する側（図では左側）の鍔２８４には、その外面における板状体２６の各係止孔２６９，２７０，２７１に対応する位置に、先端に鉤部２８８，２８９，２９０が形成されたフック形状の係止突起２９１，２９２，２９３がそれぞれ軸芯方向に突出形成されている。この鉤部２８８，２８９，２９０は、軸芯方向に対し略直角に屈曲されてなるものである。これら係止突起２９１，２９２，２９３は、鍔２８４の直径方向と直交する方向に板状となるように形成されることにより直径方向に弾性的に湾曲可能とされている。
【００２４】
また、この鍔２８４には、板状体２６の凹部２６４に対応する位置にコイル２８２の引出線２８７を外部に引き出すための引出部２９４が軸芯方向に突出形成されており、この引出部２９４が板状体２６の凹部２６４に嵌合されるようになっている。これにより、鍔２８４と鍔２８５間で保持された引出線２８７が引出部２９４を介して外部に引き出されるようになっている。なお、ユーザの要望等により引出部２９４を凹部２６３又は凹部２６５に嵌合させるようにすることで引出線２８７の引出位置を変更するようにすることもできる。また、鍔２８４とは反対側に位置する鍔２８６には、その外周縁であって筒状体２４の凹部２４４，２４５，２４６に対応する位置に凸部（規制部）２９５，２９６，２９７が外周方向に突出形成されている。
【００２５】
このように構成された励磁コイル２８は、板状体２６がその回り止め部２６８の根元部と凸部２６６，２６７とを筒状体２４の各凹部２４１，２４２，２４３に嵌合させた状態で突き合わされた筒状体２４内に、鍔２８６の凸部２９５，２９６，２９７を筒状体２４の凹部２４４，２４５，２４６に嵌合させることで筒状体２４をその凸部２９５，２９６，２９７により抜け規制した状態で収納される。このとき、鍔２８４の係止突起２９１，２９２，２９３は、根元から若干内側方向に湾曲された状態で板状体２６の係止孔２６９，２７０，２７１に挿通され、先端の鉤部２８８，２８９，２９０が板状体２６の外面に突き出たときに元の真っ直ぐな状態に復帰して鉤部２８８，２８９，２９０が板状体２６の外面に係止され、係止孔２６９，２７０，２７１から抜け出ないようになっている。
【００２６】
これにより、筒状体２４と板状体２６とが互いに一体化され、同時に励磁コイル２８が筒状体２４内（すなわち、板状体２６が筒状体２４に組み付けられてなるフィールド２７内）に位置固定された状態となる。なお、筒状体２４、板状体２６及び励磁コイル２８のがたつきをなくすため、ボビン２８１における鉤部２８８，２８９，２９０の内面と凸部２９５，２９６，２９７の内面との間の距離をＬｂとし、筒状体２４の凹部２４４，２４５，２４６の底面と板状体２６の外面との間の距離をＬｆとしたとき、Ｌｂ≒Ｌｆとなるように各部材の寸法が設定されている。
【００２７】
シャフト１４は、コイル組立体１２における板状体２６の筒体２６２とボビン２８１の貫通孔２８３とに回転可能に貫通配置されるものであり、合成樹脂等の絶縁材料により形成された中心軸体１４１と、鉄系金属等の磁性材料で形成され、中心軸体１４１に外嵌される外嵌筒体１４２とから構成されている。なお、シャフト１４をコイル組立体１２に貫通配置するにあたっては、板状体２６の貫通孔２６１とボビン２８１の鍔２８６側の貫通孔２８３とに合成樹脂等で形成された軸受け（スペーサ）３０，３２が嵌合されている。
【００２８】
中心軸体１４１は、軸芯方向に外部シャフトが挿通される貫通孔１４３が形成されると共に、一端に軸受け部材３０の外面に当接される鍔１４４が形成され、他端外周にワッシャ等のリング状係止部材が嵌合されるリング状溝１４５が形成されたものである。また、中心軸体１４１は、貫通孔１４３の図中左端側が断面Ｄ字型の回り止め形状とされると共に、鍔１４４が形成された位置から中央よりも他端寄りの位置までの外周面が断面正多角形状（例えば、断面正十角形）とされており、この断面正多角形状とされた部分が外嵌筒体１４２が外嵌される嵌合部１４６を構成している。
【００２９】
外嵌筒体１４２は、その内周面が中心軸体１４１の嵌合部１４６外周面の断面多角形状と合致する断面正多角形状となるように構成されたもので、中心軸体１４１の他端側から一端の鍔１４４に当接する位置にまで挿入されて中心軸体１４１の嵌合部１４６に回り止めされた状態で配設されている。また、外嵌筒体１４２は、その外径寸法が、ボビン２８１の貫通孔２８３の径寸法よりも僅かに小さな値になるように設定され、その長さ寸法が、コイル組立体１２の長さ寸法よりも若干長くなる値となるように設定されている。
【００３０】
また、外嵌筒体１４２は、図３に示すように、一端側（図示の右端側）の端縁に軸芯方向に突出する３つの凸部（突起部）１４７，１４８，１４９が周方向に等間隔で形成されている。これらの凸部１４７，１４８，１４９は、ロータ１６をシャフト１４に対し回り止めし、これによりロータ１６をシャフト１４と共回り可能にするためのものである。
【００３１】
ロータ１６は、鉄系金属等の磁性材料からなるものであり、図４に示すように、コイル組立体１２に対向する平板部１６１と、平板部１６１の外周縁に一体形成され、コイル組立体１２における筒状体２４の端部を覆う円環部１６２とから構成されたものである。平板部１６１には、中心にシャフト１４が挿通される貫通孔１６３が形成され、貫通孔１６３の外周領域に３つのスリット状の貫通孔１６４，１６５，１６６が形成されている。
【００３２】
また、貫通孔１６３には、外嵌筒体１４２の凸部１４７，１４８，１４９にそれぞれ嵌合される３つの凹部（切り欠き）１６７，１６８，１６９が形成されている。また、円環部１６２は、シャフト１４の軸芯方向の長さ、及び筒状体２４の端部外周面との隙間が磁気抵抗の大きくなり過ぎない所定値に設定されるようになっている。このように構成されたロータ１６は、３つの凹部１６７，１６８，１６９が外嵌筒体１４２の凸部１４７，１４８，１４９に嵌合されることでシャフト１４に共回り可能に外嵌されている。
【００３３】
ギア１８は、例えば樹脂成型により形成され、外周面に複数の歯１８１が等ピッチで形成されると共に、中央にシャフト１４が挿通される筒部１８２がロータ１６側に突出形成されたもので、この筒部１８２のロータ１６側端面がロータ１６に当接した状態で配置されている。この筒部１８２の外周には、図５に示すように、周方向に形成された一対の位置規制突起１８３，１８４からなる複数組（本実施形態では３組）の位置規制部１８５がギア１８面から突出するようにして周方向に等間隔で形成されている。これらの位置規制突起１８３，１８４は、シャフト１４の軸芯方向における厚み寸法がアーマチュア２２の板厚寸法よりも僅かに大きな値となるように設定され、それらの位置規制突起１８３，１８４間の寸法がアーマチュア２２の後述する凸部２２２の幅（周方向）寸法よりも僅かに大きな値となるように設定されている。
【００３４】
また、筒部１８２の外周には、その先端部であって隣接する位置規制部１８５間に対応する位置に径方向に突出する抜止突起１８６が形成されている。なお、本実施形態では、位置規制部１８５が３組形成されているため、３つの抜止突起１８６が形成されることになる。この抜止突起１８６と位置規制突起１８３，１８４との間の軸芯方向における寸法は、弾性部材であるリング体２０の厚み寸法と略等しい値に設定されている。また、抜止突起１８６は、ロータ１６側の面が筒部１８２周面から径方向外方に離反するのに従ってロータ１６から離反する方向のテーパを有する傾斜面とされている。
【００３５】
このように構成されたギア１８は、シャフト１４に回転可能に外嵌された後に、シャフト１４のリング状溝１４５にワッシャ等のリング状係止部材３４が嵌合されることで抜け止め状態とされている。
【００３６】
アーマチュア２２は、鉄系金属等の磁性材料からなり、図５に示すように、ギア１８の筒部１８２の外径よりも大きな径の貫通孔２２１が形成されると共に、外径がロータ１６の外径に略等しい大きさに設定され、貫通孔２２１の周縁に所定間隔をおいて３つの凸部２２２が径方向内方に突出形成されたものである。このアーマチュア２２は、３つの凸部２２２が一対の位置規制突起１８３，１８４間に嵌め込まれて回り止めされた状態でギア１８に保持され、ギア１８と一体に回転するようになっている。
【００３７】
このようにギア１８に保持されたアーマチュア２２は、弾性部材としてのリング体２０によりギア１８から離脱しないようにされている。すなわち、リング体２０は、ポリエステル等の合成樹脂やゴム等の弾性高分子材料、又はステンレススチール等の弾性を有する金属材料で板状に形成され、内径がギア１８の筒部１８２の外径よりも僅かに大きく、外径がアーマチュア２２の貫通孔２２１よりも小さくなるように設定（すなわち、筒部１８２と凸部２２２との間隙よりも大きな径方向厚みを有するように設定）され、筒部１８２の抜止突起１８６の内側に外嵌されて配設されている。これにより、アーマチュア２２がギア１８から離反する方向に移動しても各凸部２２２がリング体２０に当接することによりアーマチュア２２がギア１８から離脱しないようになる。
【００３８】
このリング体２０は、弾性高分子材料で形成されている場合には、例えば、各抜止突起１８６の傾斜面（テーパ面）に載置された後にギア１８側への押圧力が加えられて抜止突起１８６の傾斜面に沿って径方向に引き伸ばされ、抜止突起１８６を乗り越えることにより筒部１８２に外嵌される。また、弾性を有する金属材料で形成されている場合には、例えば、筒部１８２の各抜止突起１８６の両側に軸芯方向へ切り込みを形成して各抜止突起１８６が径方向内方に陥没可能にしておき、各抜止突起１８６に径方向内方への押圧力を加えて陥没させた状態で筒部１８２に外嵌される。
【００３９】
上記のように構成された電磁クラッチ１０は、例えば複写機等の画像形成装置における給紙機構部等の外部シャフトがシャフト１４を構成する中心軸体１４１の貫通孔１４３に挿通され、コイル組立体１２の回り止め部２６８が画像形成装置等の機器内部の固定部材に固定されてコイル組立体１２が回転しないように取り付けられる。この状態で、外部の駆動源からギア１８に回転力が与えられると、ギア１８がアーマチュア２２と共にシャフト１４の回りを回転する。
【００４０】
この状態で励磁コイル２８に通電されると、本来は筒状体２４、板状体２６、外嵌筒体１４２及びロータ１６で形成される磁路中に励磁コイル２８による磁束が生成されることになるが、ロータ１６における磁気抵抗が貫通孔１６４，１６５，１６６の存在によって大きくなるため、磁束はロータ１６の近傍位置にあるアーマチュア２２を経由して生成されることになる。このため、ロータ１６にアーマチュア２２を吸引する磁気吸着力が発生し、図６に示すように、アーマチュア２２がリング体２０の弾性力に抗してロータ１６側に移動し、ロータ１６に吸着されることになる。なお、図６中の符号Ｍはアーマチュア２２を経由して生成される磁束を示している。
【００４１】
すなわち、アーマチュア２２がロータ１６に吸着される前では、リング体２０にはアーマチュア２２による押圧力が作用していないため、リング体２０には撓み変形が生じないが、アーマチュア２２がロータ１６の磁気吸着力により引っ張られると、リング体２０の隣接する抜止突起１８６間に対応する部分（すなわち、一対の位置規制突起１８３，１８４間に対応する部分）が、アーマチュア２２の各凸部２２２による押圧力によりロータ１６側に引き伸ばされて撓み変形することになり、これによりアーマチュア２２がリング体２０の弾性力に抗してロータ１６に吸着されることになる。これにより、ロータ１６がアーマチュア２２と共に回転する結果、ギア１８の回転力がシャフト１４に伝達され、シャフト１４がギア１８の回転に応じて回転することになる。
【００４２】
一方、励磁コイル２８への通電が遮断されると、磁束Ｍが消滅するためにロータ１６における磁気吸着力が消滅し、アーマチュア２２によりリング体２０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２０が撓みのない元の状態に戻る復帰力によってアーマチュア２２はロータ１６から離反した元の位置に引き戻されることになり、ギア１８のシャフト１４に対する回転力の伝達が遮断され、シャフト１４の回転が停止されることになる。
【００４３】
本発明の実施形態に係る電磁クラッチ１０は、上記のように筒状体２４と板状体２６とが励磁コイル２８の係止突起２９１，２９２，２９３により一体化されることによりコイル組立体１２のフィールド２７を構成するようになっているので、フィールド２７を構成するのに従来のようなプレスシボリ加工技術等を採用する必要がなくなる結果、フィールド２７の構成が簡素化されてコストダウンが可能となる。また、励磁コイル２８が係止突起２９１，２９２，２９３により板状体２６に係止されて移動不能となるため、励磁コイル２８の浮きが効果的に阻止され、アーマチュア２２の吸着特性が安定したものとなって動作信頼性に優れたものとなる。
【００４４】
なお、本発明のコイル組立体及び電磁クラッチは、上記実施形態のものに限定されるものではなく、次に述べるような種々の変形態様を採用することが可能である。
【００４５】
（１）上記実施形態では、フィールド２７を構成する板状体２６は、回り止め部２６８が一体に形成されたものであるが、これに限るものではない。例えば、回り止め部２６８を板状体２６とは独立したものとして形成し、この回り止め部２６８をカシメ加工等により板状体２６に取り付けるようにしてもよい。勿論、上記実施形態のように、回り止め部２６８を板状体２６に一体に形成した場合、製作コストを下げることができる。
【００４６】
（２）上記実施形態では、励磁コイル２８の係止突起２９１，２９２，２９３を板状体２６の係止孔２６９，２７０，２７１に挿通し、鉤部２８８，２８９，２９０により板状体２６の外面に係止させるようにしているが、これに限るものではない。例えば、係止突起２９１，２９２，２９３を板状体２６の係止孔２６９，２７０，２７１に挿通させると共に、その先端部を加熱溶融させて板状体２６の外面側に膨出部を形成し、この膨出部で板状体２６の外面に係止させるようにすることも可能である。
【００４７】
（３）上記実施形態では、シャフト１４を構成する中心軸体１４１は、非磁性材料である合成樹脂等の絶縁材料により形成されたものであるが、磁性材料である金属シャフトを切削加工することにより形成したり、粉末磁性材料を成型した後に焼結させて形成したりすることも可能である。このように、中心軸体１４１を磁性材料で形成する場合は、中心軸体１４１により磁路を兼用することができるので、中心軸体１４１に外嵌されている外嵌筒体１４２は必ずしも必要としない。また、中心軸体１４１を非磁性材料で形成する場合、アルミナ等のセラミックス材料で形成することも可能である。
【００４８】
（４）上記実施形態では、シャフト１４を構成する中心軸体１４１の嵌合部１４６外周面が断面正多角形の回り止め形状とされ、外嵌筒体１４２の内周面が嵌合部１４６の形状と等しい断面正多角形の回り止め形状とされているが、このような回り止め形状に限るものではない。例えば、嵌合部１４６外周面の軸芯方向に線状突起が形成され、外嵌筒体１４２の内周面にその線状突起に嵌合される線状溝が形成される等、両者が互いに協働して回り止め状態となるような形状となっておればよい。
【００４９】
（５）上記実施形態では、アーマチュア２２がリング体２０によりギア１８から離脱しないようにされているが、アーマチュア２２を弾性部材である板ばねを介してギア１８に取り付けるようにすることもできる。この場合には、抜止突起１８６等は不要になり、ギア１８の構造が簡素化されたものとなる。要するに、励磁コイル２８が励磁状態にあるときにはアーマチュア２２が弾性部材の弾性力に抗してギア１８から離間することでロータ１６に吸着され、励磁コイル２８が非励磁状態にあるときにはアーマチュア２２が弾性部材によりギア１８側に引き戻されるような構成となっておればよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１のコイル組立体によれば、励磁コイルの係止突起により筒状体と板状体とが一体化されているので、フィールドの構成が簡素化されてコストダウンが可能になると共に、フィールド内における励磁コイルの浮きを効果的に阻止することができる。
【００５１】
また、請求項２のコイル組立体によれば、板状体の貫通孔の周縁に筒状体側に突出する筒体が一体に形成されているので、電磁クラッチのシャフトを容易に支持することができ、しかも筒体とシャフト間の磁気抵抗を小さくすることができる。
【００５２】
また、請求項３のコイル組立体によれば、板状体の外周縁に回り止め部が一体に形成されているので、回り止め部の別工程での取り付けが不要となってフィールドの構成がより簡素化される。
【００５３】
また、請求項４のコイル組立体によれば、係止突起が先端の鉤部により板状体に係止されているので、組み立て作業が容易となってフィールドの構成がより簡素化される。
【００５４】
また、請求項５の電磁クラッチによれば、励磁コイルの係止突起により筒状体と板状体とが一体化されているので、フィールドの構成が簡素化されてコストダウンが可能になると共に、フィールド内における励磁コイルの浮きを効果的に阻止することができて動作信頼性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁クラッチの断面図である。
【図２】図１に示す電磁クラッチに適用されるコイル組立体の分解斜視図である。
【図３】図１に示す電磁クラッチに適用されるシャフトの構成を説明するための図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はその左側面図である。
【図４】図１に示す電磁クラッチに適用されるロータの構成を説明するための図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はその左側面図である。
【図５】図１に示す電磁クラッチに適用されるギヤの要部、アーマチュア及びリング体を示す斜視図である。
【図６】図１に示す電磁クラッチの動作を説明するための断面図である。
【図７】従来例の電磁クラッチの要部断面図である。
【符号の説明】
１０ 電磁クラッチ
１２ コイル組立体
１４ シャフト
１６ ロータ（出力側回転体）
１８ ギア（入力側回転体）
２０ リング体（弾性部材）
２２ アーマチュア（伝達体）
２４ 筒状体
２６ 板状体
２７ フィールド
２８ 励磁コイル
２６１ 貫通孔
２６２ 筒体（軸受け部）
２６８ 回り止め部
２６９，２７０，２７１ 係止孔
２８１ ボビン
２８２ コイル
２８４，２８６ 鍔
２８８，２８９，２９０ 鉤
２９１，２９２，２９３ 係止突起
２９５，２９６，２９７ 凸部（規制部）
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸心回りに回転可能なシャフトと、このシャフトに回転可能に外嵌された入力側回転体との連結を電気的に行うようにした電磁クラッチに用いられるコイル組立体及び電磁クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電磁クラッチは、複写機の給紙機構等に適用されるものであり、例えば、軸心周りに回転可能なシャフトに入力側回転体であるギアと出力側回転体であるロータとが外嵌され、これらのギアとロータとの間に伝達体であるアーマチュアがギアと共回り可能に配設され、アーマチュアが板ばね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シャフトに伝達されるように構成されている。
【０００３】
このような構成の電磁クラッチでは、図７に要部を示すように、磁気発生部を構成する励磁コイル５１が収納されるフィールド５２は、シャフト５３が挿通される貫通孔５４の形成された底部５５を一体に有する筒状体からなるもので、プレスシボリ加工により作製するようにしたものであった。また、このように作製されたフィールド５２には、その底部５５に電磁クラッチを回り止めするための回り止め部５６がカシメ加工により取り付けられるようになっていた。なお、ここでは、励磁コイル５１をフィールド５２内に収納したものをコイル組立体という。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成の電磁クラッチでは、フィールド５２のプレスシボリ加工はその工程数が多いために金型費用が高くつき、そのことがコストアップの要因になるという問題があった。また、励磁コイル５１は、通常は圧入によりフィールド５２内の底面に当接するようにして収納配置されるようになっているため、衝撃が加えられると底面位置から浮いてしまって位置ずれが生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、フィールドの構成を簡素化してコストダウンを可能にすると共に、フィールド内における励磁コイルの浮きを効果的に阻止することができるコイル組立体及び電磁クラッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、両端が開口された筒状体と、この筒状体の一方の開口端に配設される板状体と、前記筒状体の内部に収納される励磁コイルとからなる電磁クラッチ用のコイル組立体であって、前記板状体は、中心部に形成されたシャフト挿通用の貫通孔と、その貫通孔の外周領域に周方向に沿って形成された複数の係止孔とを備え、前記励磁コイルは、両端に鍔が形成され、中心部にシャフト挿通用の貫通孔が形成されたボビンと、このボビンに導線が巻回されてなるコイルと、一方の鍔の前記各係止孔に対向する位置にそれぞれ形成された係止突起と、他方の鍔の外周縁に形成され、前記筒状体の抜けを他方の開口端で規制する規制部とを備え、前記励磁コイルがその規制部により前記筒状体を他方の開口端で抜け規制した状態で前記筒状体に収納され、その係止突起が前記板状体の係止孔に挿通されて当該板状体に係止されてなることを特徴としている。
【０００７】
この構成によれば、励磁コイルがその規制部により筒状体を他方の開口端で抜け規制した状態で筒状体に収納され、その係止突起が筒状体の一方の開口端に配設された板状体の係止孔に挿通されて板状体に係止されることで板状体が筒状体に取り付けられる。このため、フィールドの構成が簡素化されてコストダウンが可能になると共に、フィールド内における励磁コイルの浮きを効果的に阻止することができる。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に係るものにおいて、前記板状体の貫通孔の周縁に前記筒状体側に突出する筒体が一体に形成されていることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、筒体に電磁クラッチのシャフトが支持されると共に、この筒体がシャフトと面対向することで励磁コイルの磁路の一部とされる。このため、シャフトが確実に支持されるようになると共に、筒体とシャフト間の磁気抵抗を小さくして伝達トルクを強め、かつ安定化させることができる。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に係るものにおいて、前記板状体の外周縁に突出する回り止め部が一体に形成されていることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、フィールドの構成が簡素化されると共に、回り止め部により電磁クラッチが所定位置に固定される。このため、電磁クラッチのコストダウンが可能となり、電磁クラッチの所定位置への固定を確実に行うことができる。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに係るものにおいて、前記係止突起の先端に鉤部が形成され、その鉤部により係止突起が板状体に係止されていることを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、係止突起の鉤部が板状体に係止されることで板状体が筒状体に確実に取り付けられる。このため、コイル組立体の組み立て作業が容易となり、フィールドの構成がより簡素化される。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のコイル組立体と、このコイル組立体に回転可能に貫通配置されたシャフトと、このシャフトに共回り可能に外嵌され、前記コイル組立体の励磁コイルに対向して配設された出力側回転体と、前記シャフトに回転可能に外嵌された入力側回転体と、この入力側回転体に弾性部材を介して共回り可能に取り付けられ、前記励磁コイルによる磁気により前記出力側回転体に吸着可能に配設された伝達体とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、励磁コイルがその係止部を筒状体の他方の開口端に係止させた状態で筒状体に収納され、その係止突起が筒状体の一方の開口端に配設された板状体の係止孔に挿通されて板状体に係止されることで板状体が筒状体に取り付けられて一体化される。このため、フィールドの構成が簡素化されてコストダウンが可能になると共に、フィールド内における励磁コイルの浮きを効果的に阻止することができて動作信頼性に優れたものとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る電磁クラッチの断面図である。この図において、電磁クラッチ１０は、コイル組立体１２と、コイル組立体１２を貫通して配置されたシャフト１４と、シャフト１４に共回り不能に外嵌された出力側回転体であるロータ１６と、シャフト１４に回転可能に外嵌された入力側回転体であるギア１８と、ギア１８に弾性部材であるリング体２０を介して取り付けられ、ロータ１６に対向するように配設された伝達体であるアーマチュア２２とを備えている。
【００１７】
コイル組立体１２は、図２に示すように、両面が開口された筒状体２４と、この筒状体２４の一方の開口端縁に当接して配設される板状体２６と、筒状体２４内に配設される励磁コイル２８とから構成されている。筒状体２４は、鉄系金属等の磁性材料で構成されたもので、一方（図では左側）の開口端縁に３つの凹部（切り欠き）２４１，２４２，２４３が等間隔で形成され、他方（図では右側）の開口端縁に３つの凹部（切り欠き）２４４，２４５，２４６が等間隔で形成されている。
【００１８】
板状体２６は、鉄系金属等の磁性材料で構成されたもので、中央にシャフト１４が挿通される貫通孔２６１が形成され、この貫通孔２６１の周縁に筒状体２４側に突出する筒体（軸受け嵌合部）２６２が形成されている。この筒体２６２は、シャフト１４の支持を容易にすると共に、シャフト１４との間の磁気抵抗を小さくするためのものである。このため、この筒体２６２は、シャフト１４の軸芯方向における板状体２６外面からの長さＬｏが予め設定された所定値（例えば、Ｌｏ＝１．２ｍｍ以上、好ましくは２．０ｍｍ以上）となるようにされている。また、この筒体２６２は、シャフト１４との間に軸受けを嵌合させる隙間Ｇが形成される内径寸法とする必要があるが、その隙間Ｇが大きくなり過ぎると磁気抵抗が大きくなるため、その隙間Ｇが予め設定された所定値（例えば、Ｇ＝０．０５〜１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．５ｍｍ）となるように内径寸法が設定されている。
【００１９】
また、この板状体２６の外周縁には、３つの凹部（切り欠き）２６３，２６４，２６５が等間隔で形成されており、凹部２６３と凹部２６４との間に筒状体２４の凹部２４２に嵌合される凸部（突起部）２６６が外周方向に突出形成され、凹部２６４と凹部２６５との間に筒状体２４の凹部２４３に嵌合される凸部（突起部）２６７が外周方向に突出形成されている。
【００２０】
また、この板状体２６の凹部２６３と凹部２６５との間に回り止め部２６８が外周方向に突出形成され、その根元部が筒状体２４の凹部２４１に嵌合されるようになっている。また、この板状体２６の貫通孔２６１の外周領域であって、回り止め部２６８及び凸部２６６、２６７に対応する位置にそれぞれ係止孔２６９，２７０，２７１が形成されている。すなわち、これら係止孔２６９，２７０，２７１は、貫通孔２６１の外周領域に周方向に沿って等間隔で形成されたものである。
【００２１】
これら筒状体２４と板状体２６とは、筒状体２４の各凹部２４１，２４２，２４３に板状体２６の凸部２６６，２６７と回り止め部２６８の根元部とが嵌合されて互いに組み付けられることによりフィールド（ハウジング）２７を構成するようになっている。
【００２２】
励磁コイル２８は、ボビン２８１と、このボビン２８１のコイル巻装部に導線が巻回されてなるコイル２８２とから構成されている。ボビン２８１は、合成樹脂等の絶縁材料で構成されたもので、中央にシャフト１４が挿通される貫通孔２８３が形成されると共に、軸芯方向に３つの鍔２８４，２８５，２８６が形成されており、鍔２８４と鍔２８５間がコイル２８２の引出線２８７を固定する固定部とされ、鍔２８５と鍔２８６間がコイル巻装部とされている。なお、ボビン２８１の貫通孔２８３の径寸法は、板状体２６の筒体２６２の内径寸法と略同じ値になるように設定されている。ただし、この貫通孔２８３の板状体２６側の径寸法は、筒体２６２を受け入れるために筒体２６２の外径寸法と略同じ値となるようにされている。
【００２３】
これら３つの鍔２８４，２８５，２８６のうち、板状体２６に対向する側（図では左側）の鍔２８４には、その外面における板状体２６の各係止孔２６９，２７０，２７１に対応する位置に、先端に鉤部２８８，２８９，２９０が形成されたフック形状の係止突起２９１，２９２，２９３がそれぞれ軸芯方向に突出形成されている。この鉤部２８８，２８９，２９０は、軸芯方向に対し略直角に屈曲されてなるものである。これら係止突起２９１，２９２，２９３は、鍔２８４の直径方向と直交する方向に板状となるように形成されることにより直径方向に弾性的に湾曲可能とされている。
【００２４】
また、この鍔２８４には、板状体２６の凹部２６４に対応する位置にコイル２８２の引出線２８７を外部に引き出すための引出部２９４が軸芯方向に突出形成されており、この引出部２９４が板状体２６の凹部２６４に嵌合されるようになっている。これにより、鍔２８４と鍔２８５間で保持された引出線２８７が引出部２９４を介して外部に引き出されるようになっている。なお、ユーザの要望等により引出部２９４を凹部２６３又は凹部２６５に嵌合させるようにすることで引出線２８７の引出位置を変更するようにすることもできる。また、鍔２８４とは反対側に位置する鍔２８６には、その外周縁であって筒状体２４の凹部２４４，２４５，２４６に対応する位置に凸部（規制部）２９５，２９６，２９７が外周方向に突出形成されている。
【００２５】
このように構成された励磁コイル２８は、板状体２６がその回り止め部２６８の根元部と凸部２６６，２６７とを筒状体２４の各凹部２４１，２４２，２４３に嵌合させた状態で突き合わされた筒状体２４内に、鍔２８６の凸部２９５，２９６，２９７を筒状体２４の凹部２４４，２４５，２４６に嵌合させることで筒状体２４をその凸部２９５，２９６，２９７により抜け規制した状態で収納される。このとき、鍔２８４の係止突起２９１，２９２，２９３は、根元から若干内側方向に湾曲された状態で板状体２６の係止孔２６９，２７０，２７１に挿通され、先端の鉤部２８８，２８９，２９０が板状体２６の外面に突き出たときに元の真っ直ぐな状態に復帰して鉤部２８８，２８９，２９０が板状体２６の外面に係止され、係止孔２６９，２７０，２７１から抜け出ないようになっている。
【００２６】
これにより、筒状体２４と板状体２６とが互いに一体化され、同時に励磁コイル２８が筒状体２４内（すなわち、板状体２６が筒状体２４に組み付けられてなるフィールド２７内）に位置固定された状態となる。なお、筒状体２４、板状体２６及び励磁コイル２８のがたつきをなくすため、ボビン２８１における鉤部２８８，２８９，２９０の内面と凸部２９５，２９６，２９７の内面との間の距離をＬｂとし、筒状体２４の凹部２４４，２４５，２４６の底面と板状体２６の外面との間の距離をＬｆとしたとき、Ｌｂ≒Ｌｆとなるように各部材の寸法が設定されている。
【００２７】
シャフト１４は、コイル組立体１２における板状体２６の筒体２６２とボビン２８１の貫通孔２８３とに回転可能に貫通配置されるものであり、合成樹脂等の絶縁材料により形成された中心軸体１４１と、鉄系金属等の磁性材料で形成され、中心軸体１４１に外嵌される外嵌筒体１４２とから構成されている。なお、シャフト１４をコイル組立体１２に貫通配置するにあたっては、板状体２６の貫通孔２６１とボビン２８１の鍔２８６側の貫通孔２８３とに合成樹脂等で形成された軸受け（スペーサ）３０，３２が嵌合されている。
【００２８】
中心軸体１４１は、軸芯方向に外部シャフトが挿通される貫通孔１４３が形成されると共に、一端に軸受け部材３０の外面に当接される鍔１４４が形成され、他端外周にワッシャ等のリング状係止部材が嵌合されるリング状溝１４５が形成されたものである。また、中心軸体１４１は、貫通孔１４３の図中左端側が断面Ｄ字型の回り止め形状とされると共に、鍔１４４が形成された位置から中央よりも他端寄りの位置までの外周面が断面正多角形状（例えば、断面正十角形）とされており、この断面正多角形状とされた部分が外嵌筒体１４２が外嵌される嵌合部１４６を構成している。
【００２９】
外嵌筒体１４２は、その内周面が中心軸体１４１の嵌合部１４６外周面の断面多角形状と合致する断面正多角形状となるように構成されたもので、中心軸体１４１の他端側から一端の鍔１４４に当接する位置にまで挿入されて中心軸体１４１の嵌合部１４６に回り止めされた状態で配設されている。また、外嵌筒体１４２は、その外径寸法が、ボビン２８１の貫通孔２８３の径寸法よりも僅かに小さな値になるように設定され、その長さ寸法が、コイル組立体１２の長さ寸法よりも若干長くなる値となるように設定されている。
【００３０】
また、外嵌筒体１４２は、図３に示すように、一端側（図示の右端側）の端縁に軸芯方向に突出する３つの凸部（突起部）１４７，１４８，１４９が周方向に等間隔で形成されている。これらの凸部１４７，１４８，１４９は、ロータ１６をシャフト１４に対し回り止めし、これによりロータ１６をシャフト１４と共回り可能にするためのものである。
【００３１】
ロータ１６は、鉄系金属等の磁性材料からなるものであり、図４に示すように、コイル組立体１２に対向する平板部１６１と、平板部１６１の外周縁に一体形成され、コイル組立体１２における筒状体２４の端部を覆う円環部１６２とから構成されたものである。平板部１６１には、中心にシャフト１４が挿通される貫通孔１６３が形成され、貫通孔１６３の外周領域に３つのスリット状の貫通孔１６４，１６５，１６６が形成されている。
【００３２】
また、貫通孔１６３には、外嵌筒体１４２の凸部１４７，１４８，１４９にそれぞれ嵌合される３つの凹部（切り欠き）１６７，１６８，１６９が形成されている。また、円環部１６２は、シャフト１４の軸芯方向の長さ、及び筒状体２４の端部外周面との隙間が磁気抵抗の大きくなり過ぎない所定値に設定されるようになっている。このように構成されたロータ１６は、３つの凹部１６７，１６８，１６９が外嵌筒体１４２の凸部１４７，１４８，１４９に嵌合されることでシャフト１４に共回り可能に外嵌されている。
【００３３】
ギア１８は、例えば樹脂成型により形成され、外周面に複数の歯１８１が等ピッチで形成されると共に、中央にシャフト１４が挿通される筒部１８２がロータ１６側に突出形成されたもので、この筒部１８２のロータ１６側端面がロータ１６に当接した状態で配置されている。この筒部１８２の外周には、図５に示すように、周方向に形成された一対の位置規制突起１８３，１８４からなる複数組（本実施形態では３組）の位置規制部１８５がギア１８面から突出するようにして周方向に等間隔で形成されている。これらの位置規制突起１８３，１８４は、シャフト１４の軸芯方向における厚み寸法がアーマチュア２２の板厚寸法よりも僅かに大きな値となるように設定され、それらの位置規制突起１８３，１８４間の寸法がアーマチュア２２の後述する凸部２２２の幅（周方向）寸法よりも僅かに大きな値となるように設定されている。
【００３４】
また、筒部１８２の外周には、その先端部であって隣接する位置規制部１８５間に対応する位置に径方向に突出する抜止突起１８６が形成されている。なお、本実施形態では、位置規制部１８５が３組形成されているため、３つの抜止突起１８６が形成されることになる。この抜止突起１８６と位置規制突起１８３，１８４との間の軸芯方向における寸法は、弾性部材であるリング体２０の厚み寸法と略等しい値に設定されている。また、抜止突起１８６は、ロータ１６側の面が筒部１８２周面から径方向外方に離反するのに従ってロータ１６から離反する方向のテーパを有する傾斜面とされている。
【００３５】
このように構成されたギア１８は、シャフト１４に回転可能に外嵌された後に、シャフト１４のリング状溝１４５にワッシャ等のリング状係止部材３４が嵌合されることで抜け止め状態とされている。
【００３６】
アーマチュア２２は、鉄系金属等の磁性材料からなり、図５に示すように、ギア１８の筒部１８２の外径よりも大きな径の貫通孔２２１が形成されると共に、外径がロータ１６の外径に略等しい大きさに設定され、貫通孔２２１の周縁に所定間隔をおいて３つの凸部２２２が径方向内方に突出形成されたものである。このアーマチュア２２は、３つの凸部２２２が一対の位置規制突起１８３，１８４間に嵌め込まれて回り止めされた状態でギア１８に保持され、ギア１８と一体に回転するようになっている。
【００３７】
このようにギア１８に保持されたアーマチュア２２は、弾性部材としてのリング体２０によりギア１８から離脱しないようにされている。すなわち、リング体２０は、ポリエステル等の合成樹脂やゴム等の弾性高分子材料、又はステンレススチール等の弾性を有する金属材料で板状に形成され、内径がギア１８の筒部１８２の外径よりも僅かに大きく、外径がアーマチュア２２の貫通孔２２１よりも小さくなるように設定（すなわち、筒部１８２と凸部２２２との間隙よりも大きな径方向厚みを有するように設定）され、筒部１８２の抜止突起１８６の内側に外嵌されて配設されている。これにより、アーマチュア２２がギア１８から離反する方向に移動しても各凸部２２２がリング体２０に当接することによりアーマチュア２２がギア１８から離脱しないようになる。
【００３８】
このリング体２０は、弾性高分子材料で形成されている場合には、例えば、各抜止突起１８６の傾斜面（テーパ面）に載置された後にギア１８側への押圧力が加えられて抜止突起１８６の傾斜面に沿って径方向に引き伸ばされ、抜止突起１８６を乗り越えることにより筒部１８２に外嵌される。また、弾性を有する金属材料で形成されている場合には、例えば、筒部１８２の各抜止突起１８６の両側に軸芯方向へ切り込みを形成して各抜止突起１８６が径方向内方に陥没可能にしておき、各抜止突起１８６に径方向内方への押圧力を加えて陥没させた状態で筒部１８２に外嵌される。
【００３９】
上記のように構成された電磁クラッチ１０は、例えば複写機等の画像形成装置における給紙機構部等の外部シャフトがシャフト１４を構成する中心軸体１４１の貫通孔１４３に挿通され、コイル組立体１２の回り止め部２６８が画像形成装置等の機器内部の固定部材に固定されてコイル組立体１２が回転しないように取り付けられる。この状態で、外部の駆動源からギア１８に回転力が与えられると、ギア１８がアーマチュア２２と共にシャフト１４の回りを回転する。
【００４０】
この状態で励磁コイル２８に通電されると、本来は筒状体２４、板状体２６、外嵌筒体１４２及びロータ１６で形成される磁路中に励磁コイル２８による磁束が生成されることになるが、ロータ１６における磁気抵抗が貫通孔１６４，１６５，１６６の存在によって大きくなるため、磁束はロータ１６の近傍位置にあるアーマチュア２２を経由して生成されることになる。このため、ロータ１６にアーマチュア２２を吸引する磁気吸着力が発生し、図６に示すように、アーマチュア２２がリング体２０の弾性力に抗してロータ１６側に移動し、ロータ１６に吸着されることになる。なお、図６中の符号Ｍはアーマチュア２２を経由して生成される磁束を示している。
【００４１】
すなわち、アーマチュア２２がロータ１６に吸着される前では、リング体２０にはアーマチュア２２による押圧力が作用していないため、リング体２０には撓み変形が生じないが、アーマチュア２２がロータ１６の磁気吸着力により引っ張られると、リング体２０の隣接する抜止突起１８６間に対応する部分（すなわち、一対の位置規制突起１８３，１８４間に対応する部分）が、アーマチュア２２の各凸部２２２による押圧力によりロータ１６側に引き伸ばされて撓み変形することになり、これによりアーマチュア２２がリング体２０の弾性力に抗してロータ１６に吸着されることになる。これにより、ロータ１６がアーマチュア２２と共に回転する結果、ギア１８の回転力がシャフト１４に伝達され、シャフト１４がギア１８の回転に応じて回転することになる。
【００４２】
一方、励磁コイル２８への通電が遮断されると、磁束Ｍが消滅するためにロータ１６における磁気吸着力が消滅し、アーマチュア２２によりリング体２０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２０が撓みのない元の状態に戻る復帰力によってアーマチュア２２はロータ１６から離反した元の位置に引き戻されることになり、ギア１８のシャフト１４に対する回転力の伝達が遮断され、シャフト１４の回転が停止されることになる。
【００４３】
本発明の実施形態に係る電磁クラッチ１０は、上記のように筒状体２４と板状体２６とが励磁コイル２８の係止突起２９１，２９２，２９３により一体化されることによりコイル組立体１２のフィールド２７を構成するようになっているので、フィールド２７を構成するのに従来のようなプレスシボリ加工技術等を採用する必要がなくなる結果、フィールド２７の構成が簡素化されてコストダウンが可能となる。また、励磁コイル２８が係止突起２９１，２９２，２９３により板状体２６に係止されて移動不能となるため、励磁コイル２８の浮きが効果的に阻止され、アーマチュア２２の吸着特性が安定したものとなって動作信頼性に優れたものとなる。
【００４４】
なお、本発明のコイル組立体及び電磁クラッチは、上記実施形態のものに限定されるものではなく、次に述べるような種々の変形態様を採用することが可能である。
【００４５】
（１）上記実施形態では、フィールド２７を構成する板状体２６は、回り止め部２６８が一体に形成されたものであるが、これに限るものではない。例えば、回り止め部２６８を板状体２６とは独立したものとして形成し、この回り止め部２６８をカシメ加工等により板状体２６に取り付けるようにしてもよい。勿論、上記実施形態のように、回り止め部２６８を板状体２６に一体に形成した場合、製作コストを下げることができる。
【００４６】
（２）上記実施形態では、励磁コイル２８の係止突起２９１，２９２，２９３を板状体２６の係止孔２６９，２７０，２７１に挿通し、鉤部２８８，２８９，２９０により板状体２６の外面に係止させるようにしているが、これに限るものではない。例えば、係止突起２９１，２９２，２９３を板状体２６の係止孔２６９，２７０，２７１に挿通させると共に、その先端部を加熱溶融させて板状体２６の外面側に膨出部を形成し、この膨出部で板状体２６の外面に係止させるようにすることも可能である。
【００４７】
（３）上記実施形態では、シャフト１４を構成する中心軸体１４１は、非磁性材料である合成樹脂等の絶縁材料により形成されたものであるが、磁性材料である金属シャフトを切削加工することにより形成したり、粉末磁性材料を成型した後に焼結させて形成したりすることも可能である。このように、中心軸体１４１を磁性材料で形成する場合は、中心軸体１４１により磁路を兼用することができるので、中心軸体１４１に外嵌されている外嵌筒体１４２は必ずしも必要としない。また、中心軸体１４１を非磁性材料で形成する場合、アルミナ等のセラミックス材料で形成することも可能である。
【００４８】
（４）上記実施形態では、シャフト１４を構成する中心軸体１４１の嵌合部１４６外周面が断面正多角形の回り止め形状とされ、外嵌筒体１４２の内周面が嵌合部１４６の形状と等しい断面正多角形の回り止め形状とされているが、このような回り止め形状に限るものではない。例えば、嵌合部１４６外周面の軸芯方向に線状突起が形成され、外嵌筒体１４２の内周面にその線状突起に嵌合される線状溝が形成される等、両者が互いに協働して回り止め状態となるような形状となっておればよい。
【００４９】
（５）上記実施形態では、アーマチュア２２がリング体２０によりギア１８から離脱しないようにされているが、アーマチュア２２を弾性部材である板ばねを介してギア１８に取り付けるようにすることもできる。この場合には、抜止突起１８６等は不要になり、ギア１８の構造が簡素化されたものとなる。要するに、励磁コイル２８が励磁状態にあるときにはアーマチュア２２が弾性部材の弾性力に抗してギア１８から離間することでロータ１６に吸着され、励磁コイル２８が非励磁状態にあるときにはアーマチュア２２が弾性部材によりギア１８側に引き戻されるような構成となっておればよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１のコイル組立体によれば、励磁コイルの係止突起により筒状体と板状体とが一体化されているので、フィールドの構成が簡素化されてコストダウンが可能になると共に、フィールド内における励磁コイルの浮きを効果的に阻止することができる。
【００５１】
また、請求項２のコイル組立体によれば、板状体の貫通孔の周縁に筒状体側に突出する筒体が一体に形成されているので、電磁クラッチのシャフトを容易に支持することができ、しかも筒体とシャフト間の磁気抵抗を小さくすることができる。
【００５２】
また、請求項３のコイル組立体によれば、板状体の外周縁に回り止め部が一体に形成されているので、回り止め部の別工程での取り付けが不要となってフィールドの構成がより簡素化される。
【００５３】
また、請求項４のコイル組立体によれば、係止突起が先端の鉤部により板状体に係止されているので、組み立て作業が容易となってフィールドの構成がより簡素化される。
【００５４】
また、請求項５の電磁クラッチによれば、励磁コイルの係止突起により筒状体と板状体とが一体化されているので、フィールドの構成が簡素化されてコストダウンが可能になると共に、フィールド内における励磁コイルの浮きを効果的に阻止することができて動作信頼性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁クラッチの断面図である。
【図２】図１に示す電磁クラッチに適用されるコイル組立体の分解斜視図である。
【図３】図１に示す電磁クラッチに適用されるシャフトの構成を説明するための図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はその左側面図である。
【図４】図１に示す電磁クラッチに適用されるロータの構成を説明するための図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はその左側面図である。
【図５】図１に示す電磁クラッチに適用されるギヤの要部、アーマチュア及びリング体を示す斜視図である。
【図６】図１に示す電磁クラッチの動作を説明するための断面図である。
【図７】従来例の電磁クラッチの要部断面図である。
【符号の説明】
１０ 電磁クラッチ
１２ コイル組立体
１４ シャフト
１６ ロータ（出力側回転体）
１８ ギア（入力側回転体）
２０ リング体（弾性部材）
２２ アーマチュア（伝達体）
２４ 筒状体
２６ 板状体
２７ フィールド
２８ 励磁コイル
２６１ 貫通孔
２６２ 筒体（軸受け部）
２６８ 回り止め部
２６９，２７０，２７１ 係止孔
２８１ ボビン
２８２ コイル
２８４，２８６ 鍔
２８８，２８９，２９０ 鉤
２９１，２９２，２９３ 係止突起
２９５，２９６，２９７ 凸部（規制部）
Claims (5)
- 両端が開口された筒状体と、この筒状体の一方の開口端に配設される板状体と、前記筒状体の内部に収納される励磁コイルとからなる電磁クラッチ用のコイル組立体であって、
前記板状体は、中心部に形成されたシャフト挿通用の貫通孔と、その貫通孔の外周領域に周方向に沿って形成された複数の係止孔とを備え、
前記励磁コイルは、両端に鍔が形成され、中心部にシャフト挿通用の貫通孔が形成されたボビンと、このボビンに導線が巻回されてなるコイルと、一方の鍔の前記各係止孔に対向する位置にそれぞれ形成された係止突起と、他方の鍔の外周縁に形成され、前記筒状体の抜けを他方の開口端で規制する規制部とを備え、
前記励磁コイルがその規制部により前記筒状体を他方の開口端で抜け規制した状態で前記筒状体に収納され、その係止突起が前記板状体の係止孔に挿通されて当該板状体に係止されてなることを特徴とするコイル組立体。 - 前記板状体は、前記貫通孔の周縁に前記筒状体側に突出する筒体が一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載のコイル組立体。
- 前記板状体は、その外周縁に突出する回り止め部が一体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のコイル組立体。
- 前記係止突起は先端に鉤部が形成され、その鉤部により前記板状体に係止されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコイル組立体。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載のコイル組立体と、このコイル組立体に回転可能に貫通配置されたシャフトと、このシャフトに共回り可能に外嵌され、前記コイル組立体の励磁コイルに対向して配設された出力側回転体と、前記シャフトに回転可能に外嵌された入力側回転体と、この入力側回転体に弾性部材を介して共回り可能に取り付けられ、前記励磁コイルによる磁気により前記出力側回転体に吸着可能に配設された伝達体とを備えたことを特徴とする電磁クラッチ。
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