JP5663880B2 - Electromagnetic clutch - Google Patents
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Description
本発明は、電磁クラッチに関する。 The present invention relates to an electromagnetic clutch.
従来、電磁コイルと、電磁コイルを保持するヨークハウジングと、電磁コイルへの通電によりヨーク側に吸引されるアーマチュアとを備えた電磁クラッチが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electromagnetic clutch is known that includes an electromagnetic coil, a yoke housing that holds the electromagnetic coil, and an armature that is attracted to the yoke by energization of the electromagnetic coil (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の電磁クラッチは、非回転体に固定されたヨークハウジングとアーマチュアとの間にクラッチ機構を有し、このクラッチ機構は非回転体とその内周側に配置された回転体とを連結可能に構成されている。ヨークに保持された電磁コイルに通電されるとアーマチュアがヨーク側に引き寄せられ、クラッチ機構を押圧する。そして、回転体が非回転体に対して回り止めされる。 The electromagnetic clutch described in Patent Document 1 includes a clutch mechanism between a yoke housing fixed to a non-rotating body and an armature. The clutch mechanism includes a non-rotating body and a rotating body disposed on the inner peripheral side thereof. Are configured to be connectable. When the electromagnetic coil held by the yoke is energized, the armature is drawn toward the yoke and presses the clutch mechanism. Then, the rotating body is prevented from rotating with respect to the non-rotating body.
このヨークハウジングは、電磁コイルを収容する収容部を境界として軸方向に分割された二つの分割ハウジングからなり、それぞれの分割ハウジングは径方向に張り出したフランジ部を有する断面L字状に形成されている。そして、これら分割ハウジングを軸方向に組み合わせることで形成される空間に電磁コイルが離脱不能に保持されている。 The yoke housing is composed of two divided housings that are divided in the axial direction with a housing portion that houses the electromagnetic coil as a boundary. Each of the divided housings is formed in an L-shaped cross section having a flange portion projecting in the radial direction. Yes. And the electromagnetic coil is hold | maintained in the space formed by combining these division | segmentation housings in an axial direction so that it cannot detach | leave.
しかしながら、このヨークハウジングでは電磁コイルの軸方向の抜け止めを両分割ハウジングのフランジ部により行っているため、電磁コイルの両側にフランジ部が配置されることとなり、軸方向の寸法が大きくなってしまう。そのため、電磁クラッチが適用される装置に設計的な制約が生じていた。 However, in this yoke housing, the electromagnetic coil is prevented from coming off in the axial direction by the flange portions of the two divided housings, so that the flange portions are arranged on both sides of the electromagnetic coil, and the axial dimension is increased. . For this reason, there has been a design limitation on a device to which the electromagnetic clutch is applied.
そこで、本発明は、電磁コイルを保持するヨークの軸方向寸法を小型化した電磁クラッチの提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electromagnetic clutch in which the axial dimension of a yoke that holds an electromagnetic coil is reduced.
上記目的を達成するため、本発明は、磁力を発生させる環状の電磁コイルと、前記電磁コイルの軸方向に開口する環状凹所を有し、前記環状凹所に前記電磁コイルを保持するヨークと、前記電磁コイルの磁力により前記ヨークに向かって軸方向移動するアーマチュアと、前記ヨークの前記アーマチュアとの対向面側に固定され、前記環状凹所の開口部の少なくとも一部を覆って前記電磁コイルを抜け止めする抜け止め部、前記アーマチュアと摺動する摺動面が形成された摺動部、及び前記ヨークの外周面にかしめることにより前記ヨークと相対回転ができないように固定されるかしめ部を有する摺動部材とを備え、前記かしめ部は、前記摺動部の外側に放射状に設けられた複数の突起からなり、前記複数の突起が屈曲されて前記ヨークの外周面にかしめられる、電磁クラッチを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an annular electromagnetic coil for generating a magnetic force, a yoke having an annular recess that opens in the axial direction of the electromagnetic coil, and holding the electromagnetic coil in the annular recess. An armature that moves axially toward the yoke by the magnetic force of the electromagnetic coil, and an armature that is fixed to a surface of the yoke facing the armature and covers at least a part of the opening of the annular recess. A retaining portion for retaining the armature, a sliding portion formed with a sliding surface that slides with the armature, and a caulking portion that is fixed so as not to rotate relative to the yoke by caulking to the outer peripheral surface of the yoke. and a sliding member having, the crimping portion includes a plurality of projections provided on the radially outer side of the sliding portion, the outer periphery of the yoke of the plurality of projections is bent Or caulking to provide an electromagnetic clutch.
この構成によれば、アーマチュアと摺動する摺動部材によって電磁コイルが抜け止めされる。 According to this configuration, the electromagnetic coil is prevented from coming off by the sliding member that slides on the armature.
また、前記摺動部材は、少なくとも前記摺動面に、前記ヨークの前記アーマチュア側の側面よりも耐磨耗性に優れた表面処理を施すとよい。この構成によれば、耐久性が向上する。 In addition, the sliding member may be subjected to a surface treatment that is superior in wear resistance to at least the sliding surface than the side surface of the yoke on the armature side. According to this configuration, durability is improved.
また、前記摺動部材は、前記摺動部が前記環状凹所の外周側に設けられた外周側摺動部と前記環状凹所の内周側に設けられた内周側摺動部とを有し、前記抜け止め部が前記外周側摺動部と前記内周側摺動部とを一体に連結して構成され、前記外周側摺動部の外周に前記複数の突起が放射状に設けられるとよい。この構成によれば、環状凹所の外周側と内周側でアーマチュアが摩擦摺動する。 The sliding member includes an outer peripheral side sliding portion in which the sliding portion is provided on the outer peripheral side of the annular recess and an inner peripheral side sliding portion provided on the inner peripheral side of the annular recess. And the retaining portion is formed by integrally connecting the outer peripheral side sliding portion and the inner peripheral side sliding portion, and the plurality of protrusions are provided radially on the outer periphery of the outer peripheral side sliding portion. Good. According to this configuration, the armature frictionally slides on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the annular recess.
本発明によれば、電磁コイルを保持するヨークの軸方向寸法を小型化することができる。 According to the present invention, the axial dimension of the yoke holding the electromagnetic coil can be reduced.
[実施の形態]
図1(a)は、本発明の実施の形態に係る電磁クラッチ及びその周辺部の概略構成を示す全体図である。この電磁クラッチ1は、回転部材としてのシャフト7を非回転部材であるケーシング6に対して回り止めするためのブレーキ装置として機能し、例えば遊星歯車機構によるトルク伝達の経路を切り替えるため等に用いられる。
[Embodiment]
FIG. 1A is an overall view showing a schematic configuration of an electromagnetic clutch and its peripheral portion according to an embodiment of the present invention. The electromagnetic clutch 1 functions as a brake device for preventing the shaft 7 as a rotating member from rotating with respect to the casing 6 as a non-rotating member, and is used, for example, to switch a torque transmission path by a planetary gear mechanism. .
電磁クラッチ1は、シャフト7の外周に配置されたカム機構2と、カム機構2を作動させるための電磁コイル4と、電磁コイル4を保持するヨーク5と、ヨーク5のカム機構2側の側面に固定された摺動部材3とを有して構成されている。 The electromagnetic clutch 1 includes a cam mechanism 2 disposed on the outer periphery of a shaft 7, an electromagnetic coil 4 for operating the cam mechanism 2, a yoke 5 that holds the electromagnetic coil 4, and a side surface of the yoke 5 on the cam mechanism 2 side. And a sliding member 3 fixed to the head.
カム機構2は、環状のアーマチュア20と、アーマチュア20に軸方向に対向する環状のカム部材21と、アーマチュア20及びカム部材21の間に配置された球状のカムフォロア22とから構成されている。
The cam mechanism 2 includes an
カム部材21は、アーマチュア20との対向面にカム溝21aを有し、シャフト7に相対回転不能に連結され、かつスナップリング71によりシャフト7の回転軸線Oに沿った軸方向の移動が規制されている。
The
アーマチュア20は、炭素鋼等の磁性材料からなり、内周側のカム部201と、カム部201の外周側に一体に形成された摩擦部202とを有し、カム部材21に対して相対回転可能かつ軸方向移動可能にシャフト7に外嵌されている。カム部201には、カム部材21のカム溝21aに対向する部位にカム溝20aが形成されている。摩擦部202には、カム溝20aが形成された側面とは反対側の側面に、後述する摺動部材3と摩擦摺動する摺動面20bが形成されている。
The
図1(b)は、カム機構2の動作を説明するために示す図1(a)のA−A断面図である。アーマチュア20のカム溝20a及びカム部材21のカム溝21aは周方向に延び、その中央部における軸方向の深さが最も深く、周方向の端部に向かうにつれて浅くなるように形成されている。カムフォロア22は、アーマチュア20とカム部材21との相対回転に伴ってカム溝21aとカム溝20aとの間を転動することで、カム部材21に対してアーマチュア20とを軸方向に離間させる方向のカム力を発生させる。アーマチュア20は、カム溝20a及びカム溝21aをカムフォロア22が転動する範囲においてカム部材21との相対回転が可能である。
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A for explaining the operation of the cam mechanism 2. The
電磁コイル4は、樹脂等の非磁性体からなる環状のボビン41に巻線42が巻き回されて構成され、巻線42には図略の配線により電流が供給される。 The electromagnetic coil 4 is configured by winding a winding 42 around an annular bobbin 41 made of a non-magnetic material such as resin, and a current is supplied to the winding 42 through a wiring (not shown).
ヨーク5は、電磁コイル4を保持する保持部51と、保持部51の内周側に突出して形成された鍔部52とが一体に形成されている。保持部51には、軸方向の一側(アーマチュア20側)に開口する環状凹所5aが形成され、環状凹所5a内に電磁コイル4が保持されている。保持部51は、ケーシング6にボルト61により固定されている。
The yoke 5 is integrally formed with a holding portion 51 that holds the electromagnetic coil 4 and a flange portion 52 that is formed to protrude to the inner peripheral side of the holding portion 51. The holding portion 51 is formed with an annular recess 5a that opens to one side in the axial direction (
鍔部52のアーマチュア20のカム部201と対向する側面に接するように針状ころ軸受72が配置され、針状ころ軸受72とアーマチュア20との間には、アーマチュア20をヨーク5から離間させる方向に付勢する皿バネ73が配置されている。
A needle roller bearing 72 is disposed so as to contact the side surface of the collar portion 52 facing the
ケーシング6には、シャフト7の回転軸線Oの方向に窪んだ凹部6aが形成され、凹部6aに嵌合された玉軸受62によってシャフト7の一端が回転可能に支持されている。
The casing 6 has a
ヨーク5のアーマチュア20との対向面側の側面には、摺動部材3が固定されている。摺動部材3は、外周側に設けられた複数の突起30をヨーク5の外周面5bにかしめることにより、ヨーク5と相対回転不能かつ軸方向移動不能に固定されている。
The sliding member 3 is fixed to the side surface of the yoke 5 facing the
図2は、摺動部材3をアーマチュア20の側から見た正面図である。摺動部材3は、炭素鋼等の磁性材料からなる板状であり、ヨーク5の環状凹所5aの開口部よりも外周側の側面51a(図1に示す)に向かい合う環状の外周側摺動部31と、ヨーク5の環状凹所5aの開口部よりも内周側の側面51b(図1に示す)に向かい合う環状の内周側摺動部32と、外周側摺動部31と内周側摺動部32とを連結する複数の抜け止め部33とを一体に有している。外周側摺動部31の外側には複数の突起30が設けられ、これらの突起30が屈曲されてヨーク5の外周面5bにかしめられる。
FIG. 2 is a front view of the sliding member 3 as viewed from the
抜け止め部33は、外周側摺動部31と内周側摺動部32との間に等間隔で4箇所形成されている。周方向に隣り合う2つの抜け止め部33の間には、外周側摺動部31と内周側摺動部32との間での磁束の短絡を防ぐための円弧状の窓部33aが形成されている。 Four retaining portions 33 are formed at equal intervals between the outer peripheral side sliding portion 31 and the inner peripheral side sliding portion 32. An arcuate window 33a is formed between the two retaining portions 33 adjacent to each other in the circumferential direction to prevent a short circuit of magnetic flux between the outer peripheral side sliding portion 31 and the inner peripheral side sliding portion 32. Has been.
外周側摺動部31のアーマチュア20との対向面にはアーマチュア20の摺動面20bの外周側と摩擦摺動する摺動面31aが形成され、内周側摺動部32のアーマチュア20との対向面にはアーマチュア20の摺動面20bの内周側と摩擦摺動する摺動面32aが形成されている。摺動面31a,32aには、例えば窒化処理や、DLC(diamond like carbon)の成膜処理、あるいはナイトロテック(登録商標)処理等の耐摩耗性を向上させる表面処理が施されている。これにより、摺動面31a,32aは、ヨーク5の側面51a,51bよりも耐摩耗性が高くなっている。
A sliding surface 31 a that frictionally slides with the outer peripheral side of the sliding surface 20 b of the
複数の抜け止め部33は、ヨーク5に固定された状態で、環状凹所5aの開口部の周方向の一部を内周側端部から外周側端部に亘って覆い、これにより環状凹所5aから電磁コイル4が軸方向に抜け出すことを防止している。 The plurality of retaining portions 33, while being fixed to the yoke 5, cover a part of the opening of the annular recess 5 a in the circumferential direction from the inner peripheral side end portion to the outer peripheral side end portion. The electromagnetic coil 4 is prevented from coming off from the location 5a in the axial direction.
(電磁クラッチ1の動作)
シャフト7が回転している状態で電磁コイル4に通電されると、図2に破線で示すように、ヨーク5,摺動部材3,及びアーマチュア20により形成される磁路に磁束Mが発生し、アーマチュア20がヨーク5の側に引き寄せられる。すると、摩擦部202の摺動面20bが摺動部材3の摺動面31a,32aに当接して摩擦摺動し、この摩擦摺動による摩擦力によってカム部材21とアーマチュア20とが相対回転し、カム機構2によるカム力が発生する。このカム力によりアーマチュア20がより強く摺動部材3に押し付けられ、摩擦力が増大して摩擦係合し、シャフト7が回り止めされる。
(Operation of electromagnetic clutch 1)
When the electromagnetic coil 4 is energized while the shaft 7 is rotating, a magnetic flux M is generated in a magnetic path formed by the yoke 5, the sliding member 3, and the
一方、電磁コイル4への通電が遮断されると、図3(a)に示すように、皿バネ73の付勢力によってアーマチュア20が摺動部材3から離間する。すると、図3(b)に示すように、カムフォロア22がカム溝21a及びカム溝20aの最も深い部位(中立位置)に移動してカム力が消滅する。これにより、シャフト7は、カム部材21,カムフォロア22,アーマチュア20,及び皿バネ73と共に回転可能となる。
On the other hand, when the energization of the electromagnetic coil 4 is interrupted, the
(本実施の形態の効果)
以上説明した本実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
(Effect of this embodiment)
According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1)ヨーク5自体には、電磁コイル4を環状凹所5aから抜け止めするための構成が設けられておらず、電磁コイル4の抜け止めは板状の摺動部材3によって行われる。従って、ヨーク5の軸方向寸法を小型化することができ、ひいては電磁クラッチ1を小型化できる。 (1) The yoke 5 itself is not provided with a configuration for preventing the electromagnetic coil 4 from coming off from the annular recess 5 a, and the electromagnetic coil 4 is prevented from coming off by the plate-like sliding member 3. Therefore, the axial dimension of the yoke 5 can be reduced, and consequently the electromagnetic clutch 1 can be reduced.
(2)電磁コイル4への通電時に発生する磁束Mは、磁路中にエアギャップ(空隙)を含まないので、磁路全体の磁気抵抗が小さくなる。よって、電磁コイル4の起磁力が小さくても電磁クラッチ1として機能することが可能となり、小型の電磁コイル4を適用することでヨーク5を小型化することができる。 (2) Since the magnetic flux M generated when the electromagnetic coil 4 is energized does not include an air gap in the magnetic path, the magnetic resistance of the entire magnetic path is reduced. Therefore, even if the magnetomotive force of the electromagnetic coil 4 is small, it can function as the electromagnetic clutch 1, and the yoke 5 can be downsized by applying the small electromagnetic coil 4.
(3)摺動部材3の摺動面31a,32aには耐摩耗性を高めるための表面処理が施されているので、耐久性が向上する。仮にヨーク5の表面に同様の表面処理を行う場合には、表面処理の面積が大きくなり、かつ部材の大きさが大きくなることからコスト上昇の要因となるが、本実施の形態によれば、例えば多数の摺動部材3を軸方向に並べて固定し、これらの摺動部材3に同時に表面処理を行うことで、コストの上昇を抑えることができる。 (3) Since the sliding surface 31a, 32a of the sliding member 3 is subjected to a surface treatment for enhancing wear resistance, durability is improved. If the same surface treatment is performed on the surface of the yoke 5, the surface treatment area increases and the size of the member increases, which causes a cost increase. According to the present embodiment, For example, by fixing a large number of sliding members 3 side by side in the axial direction and performing surface treatment on these sliding members 3 at the same time, an increase in cost can be suppressed.
(4)摺動部材3の抜け止め部33は、外周側摺動部31と内周側摺動部32とを連結して一体に形成されているので、摺動部材3を例えばプレス加工によって容易に成型することができる。 (4) Since the retaining portion 33 of the sliding member 3 is integrally formed by connecting the outer peripheral side sliding portion 31 and the inner peripheral side sliding portion 32, the sliding member 3 is formed by, for example, pressing. It can be easily molded.
(5)アーマチュア20のカム部材21に対する相対回転により発生するカム機構2のカム力によってアーマチュア20が摺動部材3に押し付けられるので、電磁コイル4は、アーマチュア20を摺動部材3に接触させるだけの磁力があれば電磁クラッチ1を作動させることができる。これにより、磁力のみによってアーマチュアを摩擦係合させてシャフト7を回り止めする場合に比べ、電磁コイル4及びヨーク5を小型化することができる。
(5) Since the
[他の実施の形態]
以上、本発明のカム機構及び電磁クラッチを上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
[Other embodiments]
As mentioned above, although the cam mechanism and electromagnetic clutch of the present invention have been described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the scope of the present invention. For example, the following modifications are possible.
(1)上記実施の形態では、カム機構2によるカム力によってアーマチュア20をヨーク5の側に押し付けるように電磁クラッチ1を構成したが、電磁クラッチ1がカム機構2を備えず、電磁コイル4の磁力のみによってアーマチュア20を摺動部材3と摩擦摺動させるようにしてもよい。この場合、アーマチュア20を例えばスプライン嵌合によってシャフト7と相対回転不能かつ軸方向移動可能とすることで、シャフト7の回り止めを行える。
(1) In the above embodiment, the electromagnetic clutch 1 is configured to press the
(2)上記実施の形態では、摺動部材3が外周側摺動部31と内周側摺動部32とを有する場合について説明したが、この何れか一方のみを有するように摺動部材3を構成してもよい。例えば、外周側摺動部31のみを有するようにした場合には、抜け止め部33は環状凹所5aの径方向の全体ではなく、少なくとも一部を覆うことで、電磁コイル4の抜け止めを行うことができる。 (2) In the above embodiment, the case where the sliding member 3 has the outer peripheral side sliding portion 31 and the inner peripheral side sliding portion 32 has been described, but the sliding member 3 has only one of these. May be configured. For example, when only the outer peripheral side sliding part 31 is provided, the retaining part 33 covers at least a part of the annular recess 5a, not the entire radial direction, thereby preventing the electromagnetic coil 4 from coming off. It can be carried out.
(3)摺動部材3は必ずしも磁性材料である必要はなく、非磁性体であってもよい。また、耐久性に問題がなければ耐摩耗性を高めるための表面処理を行わなくてもよい。 (3) The sliding member 3 is not necessarily made of a magnetic material, and may be a non-magnetic material. If there is no problem in durability, surface treatment for improving wear resistance may not be performed.
1…電磁クラッチ、2…カム機構、3…摺動部材、4…電磁コイル、5…ヨーク、5a…環状凹所、5b…外周面、6…ケーシング、6a…凹部、7…シャフト、20…アーマチュア、20a…カム溝、20b…摺動面、21…カム部材、21a…カム溝、22…カムフォロア、30…突起、31…外周側摺動部、31a,32a…摺動面、32…内周側摺動部、33…抜け止め部、33a…窓部、41…ボビン、42…巻線、51…保持部、51a,51b…側面、52…鍔部、61…ボルト、62…玉軸受、71…スナップリング、72…針状ころ軸受、73…皿バネ、201…カム部、202…摩擦部、M…磁束、O…回転軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electromagnetic clutch, 2 ... Cam mechanism, 3 ... Sliding member, 4 ... Electromagnetic coil, 5 ... Yoke, 5a ... Annular recess, 5b ... Outer peripheral surface, 6 ... Casing, 6a ... Recess, 7 ... Shaft, 20 ... Armature, 20a ... cam groove, 20b ... sliding surface, 21 ... cam member, 21a ... cam groove, 22 ... cam follower, 30 ... projection, 31 ... outer peripheral side sliding part, 31a, 32a ... sliding surface, 32 ... inside Peripheral sliding part 33 ... Preventing part 33a ... Window part 41 ... Bobbin 42 ... Winding 51 ... Holding
Claims (3)
前記電磁コイルの軸方向に開口する環状凹所を有し、前記環状凹所に前記電磁コイルを保持するヨークと、
前記電磁コイルの磁力により前記ヨークに向かって軸方向移動するアーマチュアと、
前記ヨークの前記アーマチュアとの対向面側に固定され、前記環状凹所の開口部の少なくとも一部を覆って前記電磁コイルを抜け止めする抜け止め部、前記アーマチュアと摺動する摺動面が形成された摺動部、及び前記ヨークの外周面にかしめることにより前記ヨークと相対回転ができないように固定されるかしめ部を有する摺動部材とを備え、
前記かしめ部は、前記摺動部の外側に放射状に設けられた複数の突起からなり、前記複数の突起が屈曲されて前記ヨークの外周面にかしめられる、
電磁クラッチ。 An annular electromagnetic coil that generates a magnetic force;
A yoke having an annular recess opening in the axial direction of the electromagnetic coil, and holding the electromagnetic coil in the annular recess;
An armature that moves axially toward the yoke by the magnetic force of the electromagnetic coil;
The yoke is fixed to the surface facing the armature, and a retaining portion for covering at least a part of the opening of the annular recess and retaining the electromagnetic coil is formed, and a sliding surface sliding with the armature is formed. And a sliding member having a caulking portion fixed so as not to be able to rotate relative to the yoke by caulking to the outer peripheral surface of the yoke ,
The caulking portion is composed of a plurality of protrusions provided radially outside the sliding portion, and the plurality of protrusions are bent and caulked to the outer peripheral surface of the yoke.
Electromagnetic clutch.
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