JP2000337401A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噛み合い係合部材を有する電磁クラッチの小
型化および消費電力の低減を図る。 【解決手段】 電磁石７５を消磁すると、アクスルシャ
フト５９に摺動可能に支持したロックギヤ７２の第１ド
グ７２₁ がスプリング８０の弾発力でファイナルギヤ４
４の第２ドグ４４₁ に係合し、電磁クラッチ７３が係合
する。電磁石７５を励磁すると該電磁石７５に摩擦板７
７が回転不能に吸着され、この摩擦板７７に相対回転不
能かつ軸方向摺動可能に接続されたカム部材７８が回転
不能に拘束されるため、アクスルシャフト５９と共に回
転するロックギヤ７２とカム部材７８との間に相対回転
が発生する。その結果、ロックギヤ７２の可動カム７２
₂ がカム部材７８の固定カム７８₁ から反力を受け、そ
のロックギヤ７２がスプリング８０の弾発力に抗して非
係合方向に摺動して電磁石７５に吸着され、電磁クラッ
チ７３の係合が解除される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スプリングで一方
向に付勢された噛み合い係合部材を電磁石で他方向に駆
動することにより駆動力を伝達し、あるいは駆動力の伝
達を遮断する電磁クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる電磁クラッチは、例えば実公平５
−１１３９４号公報に記載されているように既に公知で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、摩擦係合部
材の接触によって駆動力を伝達し、摩擦係合部材の離反
によって駆動力の伝達を遮断する電磁クラッチでは、電
磁石により駆動される摩擦係合部材のストロークが小さ
くて済むため、前記電磁石に小型小出力のものを使用す
ることができる。一方、大きな駆動力を伝達する必要が
ある電磁クラッチでは、前記摩擦係合部材に代えて凹凸
の大きいドクを有する噛み合い係合部材を採用したドグ
クラッチが採用される。かかるドグクラッチは、ドグが
係合する位置から係合解除する位置までの噛み合い係合
部材のストロークが大きいため、噛み合い係合部材を吸
引する電磁石に大型高出力のものを使用する必要があ
り、これが電磁クラッチの大型化や消費電力の増加を招
く原因となっていた。

【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、噛み合い係合部材を有する電磁クラッチの小型化お
よび消費電力の低減を図ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、軸部材の外周
に軸方向摺動可能に支持された噛み合い係合部材と、噛
み合い係合部材を係合方向に摺動させて駆動力の伝達を
可能にするスプリングと、噛み合い係合部材をスプリン
グの弾発力に抗して非係合方向に摺動させて駆動力の伝
達を遮断する電磁石とを同軸上に配置した電磁クラッチ
において、噛み合い係合部材の外周に回転可能に配置さ
れ、噛み合い係合部材に形成した可動カムに係合可能な
固定カムを有するカム部材と、電磁石に対向するように
配置され、カム部材に相対回転不能かつ軸方向摺動可能
に接続された摩擦板とを備え、電磁石の励磁により摩擦
板を回転不能に吸着してカム部材を回転不能に拘束する
ことにより、可動カムがカム部材の固定カムから受ける
反力で、噛み合い係合部材をスプリングの弾発力に抗し
て非係合方向に摺動させて電磁石に吸着させることを特
徴とする電磁クラッチが提案される。

【０００６】上記構成によれば、電磁石を消磁すると軸
部材に摺動可能に支持した噛み合い係合部材がスプリン
グの弾発力で係合方向に摺動して駆動力を伝達する。電
磁石を励磁すると該電磁石に摩擦部板回転不能に吸着さ
れ、この摩擦板に相対回転不能かつ軸方向摺動可能に接
続されたカム部材が回転不能に拘束されるため、軸部材
と共に回転する噛み合い係合部材とカム部材との間に相
対回転が発生する。その結果、噛み合い係合部材の可動
カムがカム部材の固定カムから反力を受け、その噛み合
い係合部材がスプリングの弾発力に抗して非係合方向に
摺動して電磁石に吸着される。このように電磁石で摩擦
板を吸着するだけで、可動カムが固定カムから受ける反
力で噛み合い係合部材を非係合方向に摺動させ、電磁石
に接近させて確実に吸着させることができる。従って、
噛み合い係合部材の確実な係合を可能にすべくスプリン
グの弾発力を大きく設定しても、小型で消費電力が小さ
い電磁石によって噛み合い係合部材を非係合方向に確実
に摺動させることができる。

【０００７】また請求項２に記載された発明によれば、
請求項１の構成に加えて、摩擦板との間に間隙を有して
軸部材と一体に回転する空転ブッシュを該摩擦板および
噛み合い係合部材間に配置し、電磁石に吸着された噛み
合い係合部材を空転ブッシュに保持させることを特徴と
する電磁クラッチが提案される。

【０００８】上記構成によれば、電磁石を励磁したとき
に噛み合い係合部材は該摩擦板に直接当接することな
く、軸部材と一体に回転して摩擦板との間に間隙を有す
る空転ブッシュに当接して保持されるので、電磁石に吸
着されて回転を拘束された摩擦板と軸部材と一体に回転
する噛み合い係合部材とが直接当接して摺動するのを防
止することができる。

【０００９】また請求項３に記載された発明によれば、
請求項２の構成に加えて、噛み合い係合部材および空転
ブッシュの内周面と軸部材の外周面との間にスプリング
を収納したことを特徴とする電磁クラッチが提案され
る。

【００１０】上記構成によれば、噛み合い係合部材およ
び空転ブッシュの内周面と軸部材の外周面との間にスプ
リングを収納するので、スプリングをコンパクトに配置
して電磁クラッチを小型化することができる。

【００１１】また請求項４に記載された発明によれば、
軸部材の外周に軸方向摺動可能に支持された噛み合い係
合部材と、噛み合い係合部材を非係合方向に摺動させて
駆動力の伝達を遮断するスプリングと、噛み合い係合部
材をスプリングの弾発力に抗して係合方向に摺動させて
駆動力の伝達を可能にする電磁石とを同軸上に配置した
電磁クラッチにおいて、噛み合い係合部材の外周に回転
可能に配置され、噛み合い係合部材に形成した可動カム
に係合可能な固定カムを有するカム部材と、電磁石に対
向するように配置され、カム部材に相対回転不能かつ軸
方向摺動可能に接続された摩擦板とを備え、電磁石の励
磁により摩擦板を回転不能に吸着してカム部材を回転不
能に拘束することにより、可動カムがカム部材の固定カ
ムから受ける反力で、噛み合い係合部材をスプリングの
弾発力に抗して係合方向に摺動させて電磁石に吸着させ
ることを特徴とする電磁クラッチが提案される。

【００１２】上記構成によれば、電磁石を消磁すると軸
部材に摺動可能に支持した噛み合い係合部材がスプリン
グの弾発力で非係合方向に摺動して駆動力の伝達を遮断
する。電磁石を励磁すると該電磁石に摩擦板が回転不能
に吸着され、この摩擦板に相対回転不能かつ軸方向摺動
可能に接続されたカム部材が回転不能に拘束されるた
め、軸部材と共に回転する噛み合い係合部材とカム部材
との間に相対回転が発生する。その結果、噛み合い係合
部材の可動カムがカム部材の固定カムから反力を受け、
その噛み合い係合部材がスプリングの弾発力に抗して係
合方向に摺動して電磁石に吸着される。このように電磁
石で摩擦板を吸着するだけで、可動カムが固定カムから
受ける反力で噛み合い係合部材を係合方向に摺動させ、
電磁石に接近させて確実に吸着させることができる。従
って、噛み合い係合部材の係合解除を確実に行わせるべ
くスプリングの弾発力を大きく設定しても、小型で消費
電力が小さい電磁石によって噛み合い係合部材を係合方
向に確実に摺動させることができる。

【００１３】尚、実施例の左アクスルシャフト５９およ
び入力軸１０４は本発明の軸部材に対応し、実施例のロ
ックギヤ７２は本発明の噛み合い係合部材に対応する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１５】図１〜図６は本発明の第１実施例を示すも
ので、図１は第１実施例に係る電磁クラッチを備えた電
動車椅子の全体側面図、図２は図１の２方向矢視図、図
３は図１の３−３線拡大断面図、図４は図３の要部拡大
図、図５は図４の５−５線拡大断面図、図６は図４の６
−６線拡大断面図である。

【００１６】図１および図２に示すように、操舵輪であ
る左右一対の前輪Ｗｆ，Ｗｆと、駆動輪である左右一対
の後輪Ｗｒ，Ｗｒとを備えた電動車椅子Ｃは、車体中央
部に設けたステップフロア１１の前部および後部にバッ
テリ収納部１２およびパワーユニット収納部１３をそれ
ぞれ備えており、バッテリ収納部１２には走行用のバッ
テリ１４，１４が収納されるとともに前輪Ｗｆ，Ｗｆを
操舵するループ状の操向ハンドル１５が支持され、また
パワーユニット収納部１３には運転者が座るシート１６
が支持されるとともに後輪Ｗｒ，Ｗｒを駆動するパワー
ユニット１７が収納される。パワーユニット１７は、前
記バッテリ１４，１４で駆動されるモータ１８と、この
モータ１８の駆動力を後輪Ｗｒ，Ｗｒに伝達するトラン
スミッション１９とから構成される。

【００１７】操向ハンドル１５の中央部に設けられたメ
インコントロールパネル２０には電源スイッチ２１、前
後進切換スイッチ２２およびスピードボリューム２３が
設けられるとともに、メインコントロールパネル２０の
右側面にはアクセルレバー２４が設けられる。

【００１８】電源スイッチ２１は「停止」ポジションお
よび「運転」ポジションを選択可能であり、「停止」ポ
ジションが選択されるとバッテリ１４，１４およびモー
タ１８を接続するモータ駆動回路が遮断され、「運転」
ポジションが選択されると前記モータ駆動回路が接続さ
れて電動車椅子Ｃは走行可能な状態になる。前後進切換
スイッチ２２は「前進」ポジションおよび「後進」ポジ
ションを選択可能であり、「前進」ポジションが選択さ
れると電動車椅子Ｃは前進走行し、「後進」ポジション
が選択されると電動車椅子Ｃは後進走行する。スピード
ボリューム２３は電動車椅子Ｃの最高速度を設定するも
ので、アクセルレバー２４を操作すると、スピードボリ
ューム２３で設定された最高速度の範囲内で電動車椅子
Ｃの走行速度が変化する。

【００１９】操向ハンドル１５には運転者により操作さ
れるブレーキレバー２５が設けられており、このブレー
キレバーはボーデンケーブル２６を介してトランスミッ
ション１９の内部に設けたドラムブレーキ４６（図３参
照）に接続される。

【００２０】次に、図３〜図６に基づいてパワーユニッ
ト１７の構造を説明する。

【００２１】パワーユニット１７はモータ１８およびト
ランスミッション１９から構成されており、トランスミ
ッション１９はモータ１８の左側面に結合される右ケー
シング３１と、この右ケーシング３１の左側面に結合さ
れる中央ケーシング３２と、この中央ケーシング３２の
左側面に結合される左ケーシング３３とを備える。右ケ
ーシング３１の内部に突出してボールベアリング３４で
支持されたモータ１８の出力軸３５は、その中間部に設
けた電磁ブレーキ３６によって制動可能である。パーキ
ングブレーキ装置として機能する電磁ブレーキ３６は、
アクセルレバー２４が全閉位置にあるときにＯＮしてモ
ータ１８の出力軸３５を制動し、アクセルレバー２４が
全閉以外の位置にあるときにＯＦＦしてモータ１８の出
力軸３５を制動を解除する。

【００２２】右ケーシング３１および中央ケーシング３
２にはボールベアリング３７，３８を介して減速軸３９
が支持されており、この減速軸３９には、モータ１８の
出力軸３５の先端に形成しピニオン４０に噛合する第１
減速ギヤ４１と、ディファレンシャルギヤ４２のディフ
ァレンシャルケース４３に設けたファイナルギヤ４４に
噛合する第２減速ギヤ４５とが設けられる。第１減速ギ
ヤ４１は減速軸３９に相対回転可能に支持され、また第
２減速ギヤ４５は減速軸３９に軸方向摺動可能にスプラ
イン係合し、第１減速ギヤ４１にドグ結合されるように
スプリング６２で右方向に付勢されている。第２減速ギ
ヤ４５には図示せクラッチレバーにより作動するフォー
ク６３が係合しており、前記クラッチレバーでフォーク
６３を駆動して第２減速ギヤ４５を左方向に摺動させる
と、第２減速ギヤ４５と第１減速ギヤ４１とのドグ結合
が解除される。この状態では第１減速ギヤ４１が減速軸
３９に対してスリップして後輪Ｗｒ，Ｗｒの回転がモー
タ１８に逆伝達されなくなり、従って電動車椅子Ｃを人
力で押して移動させることができる。

【００２３】中央ケーシング３２から外部に突出する減
速軸３９の左端に、サービスブレーキ装置あるいはパー
キングブレーキ装置として機能するドラムブレーキ４６
が設けられる。ドラムブレーキ４６は、減速軸３９に固
定したブレーキドラム４７と、ブレーキドラム４７の内
部に開閉自在に配置された一対のブレーキシュー４８，
４８と、ブレーキシュー４８，４８を拡開してブレーキ
ドラム４７の内周面に接触させるカム４９₁ を有してブ
レーキカバー５０に支持されたカム軸４９と、ブレーキ
カバー５０から外部に突出するカム軸４９に固定したブ
レーキアーム５１とを備える。このブレーキアーム５１
は、操向ハンドル１５に設けたブレーキレバー２５にボ
ーデンケーブル２６を介して接続される。

【００２４】従って、電動車椅子Ｃの走行中にブレーキ
レバー２５を操作することにより、ボーデンケーブル２
６、ブレーキアーム５１およびカム軸４９を介してブレ
ーキシュー４８，４８を拡開してブレーキドラム４７と
の間に摩擦力を発生させ、ドラムブレーキ４６を作動さ
せて後輪Ｗｒ，Ｗｒを制動することができる。また電動
車椅子Ｃの停止中にブレーキレバー２５を制動位置に操
作してロックすることにより、ドラムブレーキ４６を作
動状態に保持してパーキングブレーキ装置として機能さ
せることができる。

【００２５】ディファレンシャルケース４３と、それと
一体のファイナルギヤ４４とは、それぞれボールベアリ
ング５２，５３を介して右ケーシング３１および中央ケ
ーシング３２に支持される。ディファレンシャルケース
４３の内部に固定したピニオンシャフト５４に一対のデ
ィファレンシャルピニオン５５，５５が回転自在に支持
されており、右ケーシング３１および左ケーシング３３
にそれぞれボールベアリング５６，５７を介して支持し
た左右のアクスルシャフト５８，５９の対向端に、前記
一対のディファレンシャルピニオン５５，５５に噛合す
るディファレンシャルサイドギヤ６０，６１が設けられ
る。

【００２６】次に、図４に基づいてディファレンシャル
ギヤ４２の差動機能を制限するディファレンシャルロッ
ク装置７１の構造を説明する。尚、図４において、左ア
クスルシャフト５９の下側にはディファレンシャルロッ
ク装置７１の作動状態が示されており、左アクスルシャ
フト５９の上側にはディファレンシャルロック装置７１
の不作動状態が示されている。

【００２７】ディファレンシャルロック装置７１は、デ
ィファレンシャルケース４３と一体のファイナルギヤ４
４を、左側のディファレンシャルサイドギヤ６１と一体
の左アクスルシャフト５９に結合して差動機能を制限す
るのである。ファイナルギヤ４４および左アクスルシャ
フト５９の結合は、左アクスルシャフト５９の外周に軸
方向摺動可能にスプライン結合されたロックギヤ７２を
介して行われる。図５を併せて参照すると明らかなよう
に、ロックギヤ７２の外周面とファイナルギヤ４４の内
周面とにそれぞれ第１ドグ７２₁ …および第２ドグ４４
₁ …が形成されており、ロックギヤ７２が右動して該ロ
ックギヤ７２の第１ドグ７２₁ …がファイナルギヤ４４
の第２ドグ４４₁ …に噛合すると、ファイナルギヤ４４
および左アクスルシャフト５９がロックギヤ７２を介し
て結合されて差動制限状態となる。

【００２８】ディファレンシャルロック装置７１を作動
させる電磁クラッチ７３は、左ケーシング３３に固定し
た電磁石ハウジング７４に支持された環状の電磁石７５
を備えており、この電磁石７５の中心を左アクスルシャ
フト５９が貫通する。左アクスルシャフト５９の外周に
空転ブッシュ７６が嵌合して軸方向に位置決めされてお
り、空転ブッシュ７６の右側面とロックギヤ７２の左側
面とが当接可能に対向する。電磁石ハウジング７４の右
側面と空転ブッシュ７６の左側面との間に摩擦板７７が
配置される。電磁石ハウジング７４は左ケーシング３３
に固定されているのに対し、空転ブッシュ７６は左アク
スルシャフト５９に支持されて回転するため、電磁石ハ
ウジング７４および空転ブッシュ７６間に挟まれた摩擦
板７７は、電磁石ハウジング７４および空転ブッシュ７
６との間に僅かな間隙を有している。

【００２９】ロックギヤ７２の外周にカム部材７８が相
対回転可能かつ軸方向摺動不能に支持される。カム部材
７８の左端部および摩擦板７７の外周部は、相対回転不
能かつ軸方向摺動可能に凹凸係合７９する。図６を併せ
て参照すると明らかなように、ロックギヤ７２の右側面
には円周方向に山部および谷部が連続する可動カム７２
₂ が形成され、カム部材７８の左側面には円周方向に山
部および谷部が連続する固定カム７８₁ が形成される。
前記可動カム７２₂ および固定カム７８₁ は同一のピッ
チを有しており、相互に係合可能である。そしてロック
ギヤ７２は、空転ブッシュ７６との間に縮設したスプリ
ング８０で右方向に付勢される。電磁クラッチ７３の大
型化を回避すべく、スプリング８０はロックギヤ７２の
内周面および空転ブッシュ７６の内周面と左アクスルシ
ャフト５９の外周面との間に収納される。

【００３０】図３に示すように、マイクロコンピュータ
を備えた電子制御ユニットＵには、アクセルレバー２４
によって指令されるアクセル開度を検出するアクセル開
度検出手段８１が接続される。電子制御ユニットＵは、
アクセル開度検出手段８１で検出したアクセル開度に基
づいてモータ１８、電磁ブレーキ３６および電磁クラッ
チ７３の作動を制御する。次に、上記構成を備えた本発
明の実施例の作用について説明する。アクセルレバー２
４が全閉以外の位置にあって電動車椅子Ｃが走行してい
るとき、電子制御ユニットＵからの指令で電磁ブレーキ
３６はＯＦＦ状態にあり、モータ１８の出力軸３５の制
動を解除している。また図４の上側に示すように、ディ
ファレンシャルロック装置７１の電磁クラッチ７３の電
磁石７５は励磁しており、摩擦板７７は電磁石７５に吸
引されて拘束され、またロックギヤ７２も電磁石７５の
吸引力でスプリング８０の弾発力に抗して左動し、その
左側面が空転ブッシュ７６の右側面に当接している。こ
の状態では、左動したロックギヤ７２の第１ドグ７２₁
…がファイナルギヤ４４の第２ドグ４４₁ …から離反す
るため、ディファレンシャルケース４３と左アクスルシ
ャフト５９との結合が解除されてディファレンシャルギ
ヤ４２は差動機能を発揮することができる。このとき、
ロックギヤ７２の可動カム７２₂ とカム部材７８の固定
カム７８₁ とは離反しており（図６（Ａ）参照）、ロッ
クギヤ７２および空転ブッシュ７６は左アクスルシャフ
ト５９と一体に回転し、電磁石７５に吸引された摩擦板
７７と、それにドグ結合７９されたカム部材７８とは停
止する。

【００３１】而して、上記電動車椅子Ｃの走行中には、
モータ１８の出力軸３５の回転が第１減速ギヤ４１、第
２減速ギヤ４５、ファイナルギヤ４４、ディファレンシ
ャルギヤ４２および左右のアクスルシャフト５８，５９
を介して左右の後輪Ｗｒ，Ｗｒに伝達される。そして電
動車椅子Ｃの旋回時にはディファレンシャルギヤ４２が
差動機能を発揮し、左右の後輪Ｗｒ，Ｗｒにモータ１８
の駆動力を配分してスムーズな旋回を可能にする。

【００３２】アクセルレバー２４を全閉位置に操作する
と電磁ブレーキ３６がＯＮし、モータ１８の出力軸３５
が制動されて電動車椅子Ｃは停止する。電子制御ユニッ
トＵは電磁ブレーキ３６の作動に基づいて電動車椅子Ｃ
の停止を検出し、これとタイミングを合わせてディファ
レンシャルロック装置７１の電磁クラッチ７３の電磁石
７５を消磁する。その結果、それまで電磁石７５に吸引
されていたロックギヤ７２が解放されてスプリング８０
の弾発力で右動し、図４の下側に示すように、ロックギ
ヤ７２の第１ドグ７２₁ …がファイナルギヤ４４の第２
ドグ４４₁ …に噛合する。またロックギヤ７２の右動に
より、ロックギヤ７２の可動カム７２₂はカム部材７８
の固定カム７８₁ に係合する（図６（Ｂ）参照）。

【００３３】このように、ロックギヤ７２の第１ドグ７
２₁ …とファイナルギヤ４４の第２ドグ４４₁ …との噛
合により、ロックギヤ７２と一体の左アクスルシャフト
５９と、ファイナルギヤ４４と一体のディファレンシャ
ルケース４３とが一体化され、ディファレンシャルギヤ
４２は差動不能にロックされる。

【００３４】而して、電動車椅子Ｃの停止中に外力が加
わって後輪Ｗｒ，Ｗｒが回転しようとしても、後輪Ｗ
ｒ，Ｗｒからモータ１８に駆動力が逆伝達される経路に
配置された電磁ブレーキ３６（あるいはドラムブレーキ
４６）がＯＮしているため、後輪Ｗｒ，Ｗｒが回転不能
に拘束されてパーキングブレーキ機能が発揮される。こ
のように電磁ブレーキ３６によって後輪Ｗｒ，Ｗｒが回
転不能に拘束されていても、左右一方の後輪Ｗｒが持ち
上げられたりして浮き上がると、接地状態にある左右他
方の後輪Ｗｒがディファレンシャルギヤ４２の差動機能
で回転可能になるが、本実施例ではディファレンシャル
ロック装置７１によってディファレンシャルギヤ４２の
差動機能が制限されるため、前記接地状態にある左右他
方の後輪Ｗｒの回転をＯＮ状態の電磁ブレーキ３６に伝
達して拘束し、パーキングブレーキ機能を確保すること
ができる。

【００３５】電動車椅子Ｃを走行させるべくアクセルレ
バー２４を全閉位置から操作すると、電磁ブレーキ３６
がＯＦＦしてモータ１８が回転し、その駆動力が左右の
後輪Ｗｒ，Ｗｒに伝達される。電子制御ユニットＵは電
磁ブレーキ３６がＯＦＦしたことに基づいて電動車椅子
Ｃの走行開始を検出して電磁クラッチ７３の電磁石７５
を励磁する。但し、右動したロックギヤ７２と電磁石７
５との距離は大きいため、電磁石７５の吸引力でロック
ギヤ７２をスプリング８０の弾発力に抗して左動させる
ことは不可能であり、励磁後の初期段階で電磁石７５は
摩擦板７７を電磁石ハウジング７４に吸着して回転不能
に拘束する機能だけを発揮する。

【００３６】摩擦板７７が電磁石７５に吸着されて回転
を拘束されると、この摩擦板７７に凹凸係合７９された
カム部材７８も回転不能になる。従って、電動車椅子Ｃ
の発進に伴って左アクスルシャフト５９が回転すると、
図６（Ｃ）に示すように、左アクスルシャフト５９と一
体のロックギヤ７２が回転してカム部材７８との間に矢
印ｒで示す相対回転が発生するため、ロックギヤ７２の
可動カム７２₂ がカム部材７８の固定カム７８₁ から矢
印ｆで示すスラスト力を受け、このスラスト力ｆでロッ
クギヤ７２はスプリング８０の弾発力に抗して左動す
る。その結果、図４の上側に示すように、ロックギヤ７
２は電磁石７５に接近して強い吸引力を受け、その吸引
力で空転ブッシュ７６に当接する位置に吸着保持され
る。この状態では、図６（Ａ）に示すように、ロックギ
ヤ７２の可動カム７２₂ とカム部材７８の固定カム７８
₁ とは再び離反する。

【００３７】このように、電磁クラッチ７３を電子制御
ユニットＵで制御することにより、電動車椅子Ｃの停止
に伴ってディファレンシャルロック装置７１が自動的に
作動し、また電動車椅子Ｃの走行開始に伴ってディファ
レンシャルロック装置７１が自動的に作動解除されるの
で、特別の操作が不要になって操作性が向上する。しか
も油圧クラッチを採用した場合に比べて構造を簡素化す
ることができ、信頼性も向上する。

【００３８】ところで、ロックギヤ７２の第１ドグ７２
₁ …をファイナルギヤ４４の第２ドグ４４₁ …に対して
係合あるいは係合解除するには、前記際１、第２ドグ７
２₁…，４４₁ …の高さを越えるストロークでロックギ
ヤ７２を摺動させる必要があり、またディファレンシャ
ルロック装置７１の作動を確実なものにするには、ロッ
クギヤ７２をファイナルギヤ４４に係合する方向に付勢
するスプリング８０の弾発力を強めに設定する必要があ
る。このようにロックギヤ７２の必要ストロークが大き
く、しかもスプリング８０の弾発力が強い場合には、デ
ィファレンシャルロック装置７１の作動を解除する電磁
クラッチ７３の電磁石７５を大型化することが必要にな
り、電磁石７５を収納するスペースの確保や消費電力の
節減において不利になる。

【００３９】しかしながら、本実施例の電磁クラッチ７
３によれば、ロックギヤ７２を直接吸引することなく、
摩擦板７７を吸引してカム部材７８の回転を拘束するだ
けで、固定カム７８₁ および可動カム７２₂ の相対回転
により発生するスラスト力ｆ（図６（Ｃ）参照）でロッ
クギヤ７２を駆動し、電磁石７５に容易に吸着させるこ
とができる。これにより、電磁石７５を小型化してスペ
ースおよび消費電力を削減しながら、ロックギヤ７２を
スプリング８０の弾発力に抗して大きくストロークさせ
て電磁クラッチ７３を確実に係合させることができる。

【００４０】次に、図７に基づいて本発明の第２実施例
を説明する。第２実施例の電磁クラッチ１０１は、農機
具のトランスミッションからＰＴＯ軸への駆動力の伝達
および伝達解除を制御するもので、第１実施例の電磁ク
ラッチ７３が電磁石７５の励磁で係合解除するのに対
し、第２実施例の電磁クラッチ１０１は電磁石７５の励
磁で係合するようになっている。尚、第２実施例におい
て、第１実施例の構成要素に対応する構成要素には、第
１実施例と同一の符号が付してある。

【００４１】ケーシング１０２にボールベアリング１０
３を介して支持された入力軸１０４には、その一端に設
けたプーリ１０５に図示せぬ無端ベルトを介して駆動力
が入力される。入力軸１０４の他端にはボールベアリン
グ１０６，１０６を介して出力軸１０７が同軸に支持さ
れる。入力軸１０４にスプライン係合してスプリング８
０で左向きに付勢されたロックギヤ７２は、出力軸１０
７に形成した第２ドグ１０７₁ …に係合可能な第１ドグ
７２₁ …を備える。ロックギヤ７２の外周に配置された
カム部材７８は右側面に固定カム７８₁ を備えており、
この固定カム７８₁ に係合可能な可動カム７２₂ がロッ
クギヤ７２の左側面に形成される。

【００４２】ケーシング１０２に固定した電磁石ハウジ
ング７４には電磁石７５が支持されており、この電磁石
７５の左側面に摩擦板７７が配置される。摩擦板７７と
カム部材７８とは、相対回転不能かつ軸方向摺動可能に
係合する。入力軸１０４の外周に支持された空転ブッシ
ュ７６が摩擦板７７およびロックギヤ７２間に配置され
ており、摩擦板７７および空転ブッシュ７６間には両者
の相対回転を可能にする間隙が形成される。

【００４３】而して、図７の上側に示すように、電磁石
７５が消磁した状態ではスプリング８０の弾発力でロッ
クギヤ７２が左動するため、その第１ドグ７２₁ …が出
力軸１０７の第２ドグ１０７₁ …から離反して電磁クラ
ッチ１０１の係合が解除される。このとき、左動したロ
ックギヤ７２の可動カム７２₂ はカム部材７８の固定カ
ム７８₁ に係合し、ロックギヤ７２、カム部材７８およ
び摩擦板７７は入力軸１０４と共に回転している。

【００４４】この状態から電磁石７５を励磁すると摩擦
板７７が電磁石７５に吸着されるため、この電磁石７５
に係合するカム部材７８の回転が拘束される。その結
果、図７の下側に示すように、カム部材７８に対して相
対回転するロックギヤ７２が、固定カム７８₁ から可動
カム７２₂ が受ける反力で右動して電磁石７５に向けて
移動し、空転ブッシュ７６を介して電磁石７５に吸着さ
れる。このロックギヤ７２の右動によって該ロックギヤ
７２の第１ドグ７２₁ …が出力軸１０７の第２ドグ１０
７₁ …に係合し、電磁クラッチ１０１が係合する。

【００４５】本実施例によっても、ロックギヤ７２を直
接吸引せずに摩擦板７７を吸引してカム部材７８の回転
を拘束するだけで、固定カム７８₁ および可動カム７２
₂ の相対回転によるスラスト力でロックギヤ７２を電磁
石７５に接近する方向に駆動して該電磁石７５に吸着さ
せることができる。その結果、電磁石７５を小型化して
スペースおよび消費電力を削減しながら、ロックギヤ７
２をスプリング８０の弾発力に抗して大きくストローク
させて電磁クラッチ１０１を確実に係合させることがで
きる。

【００４６】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００４７】例えば、本発明の電磁クラッチは電動車椅
子Ｃや農機具以外の任意の用途に適用することが可能で
ある。

【００４８】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、電磁石を消磁すると軸部材に摺動可能に支持
した噛み合い係合部材がスプリングの弾発力で係合方向
に摺動して駆動力を伝達する。電磁石を励磁すると該電
磁石に摩擦板が回転不能に吸着され、この摩擦板に相対
回転不能かつ軸方向摺動可能に接続されたカム部材が回
転不能に拘束されるため、軸部材と共に回転する噛み合
い係合部材とカム部材との間に相対回転が発生する。そ
の結果、噛み合い係合部材の可動カムがカム部材の固定
カムから反力を受け、その噛み合い係合部材がスプリン
グの弾発力に抗して非係合方向に摺動して電磁石に吸着
される。このように電磁石で摩擦板を吸着するだけで、
可動カムが固定カムから受ける反力で噛み合い係合部材
を非係合方向に摺動させ、電磁石に接近させて確実に吸
着させることができる。従って、噛み合い係合部材の確
実な係合を可能にすべくスプリングの弾発力を大きく設
定しても、小型で消費電力が小さい電磁石によって噛み
合い係合部材を非係合方向に確実に摺動させることがで
きる。

【００４９】また請求項２に記載された発明によれば、
電磁石を励磁したときに噛み合い係合部材は該摩擦板に
直接当接することなく、軸部材と一体に回転して摩擦板
との間に間隙を有する空転ブッシュに当接して保持され
るので、電磁石に吸着されて回転を拘束された摩擦板と
軸部材と一体に回転する噛み合い係合部材とが直接当接
して摺動するのを防止することができる。

【００５０】また請求項３に記載された発明によれば、
噛み合い係合部材および空転ブッシュの内周面と軸部材
の外周面との間にスプリングを収納するので、スプリン
グをコンパクトに配置して電磁クラッチを小型化するこ
とができる。

【００５１】また請求項４に記載された発明によれば、
電磁石を消磁すると軸部材に摺動可能に支持した噛み合
い係合部材がスプリングの弾発力で非係合方向に摺動し
て駆動力の伝達を遮断する。電磁石を励磁すると該電磁
石に摩擦板が回転不能に吸着され、この摩擦板に相対回
転不能かつ軸方向摺動可能に接続されたカム部材が回転
不能に拘束されるため、軸部材と共に回転する噛み合い
係合部材とカム部材との間に相対回転が発生する。その
結果、噛み合い係合部材の可動カムがカム部材の固定カ
ムから反力を受け、その噛み合い係合部材がスプリング
の弾発力に抗して係合方向に摺動して電磁石に吸着され
る。このように電磁石で摩擦板を吸着するだけで、可動
カムが固定カムから受ける反力で噛み合い係合部材を係
合方向に摺動させ、電磁石に接近させて確実に吸着させ
ることができる。従って、噛み合い係合部材の係合解除
を確実に行わせるべくスプリングの弾発力を大きく設定
しても、小型で消費電力が小さい電磁石によって噛み合
い係合部材を係合方向に確実に摺動させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る電磁クラッチを備えた電動車
椅子の全体側面図

【図２】図１の２方向矢視図

【図３】図１の３−３線拡大断面図

【図４】図３の要部拡大図

【図５】図４の５−５線拡大断面図

【図６】図４の６−６線拡大断面図

【図７】第２実施例に係る電磁クラッチの縦断面図

【符号の説明】 ５９ 左アクスルシャフト（軸部材） ７２ ロックギヤ（係合部材） ７２₂ 可動カム ７５ 電磁石 ７６ 空転ブッシュ ７７ 摩擦板 ７８ カム部材 ７８₁ 固定カム ８０ スプリング １０４ 入力軸（軸部材）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部材（５９）の外周に軸方向摺動可能
   に支持された噛み合い係合部材（７２）と、噛み合い係
   合部材（７２）を係合方向に摺動させて駆動力の伝達を
   可能にするスプリング（８０）と、噛み合い係合部材
   （７２）をスプリング（８０）の弾発力に抗して非係合
   方向に摺動させて駆動力の伝達を遮断する電磁石（７
   ５）とを同軸上に配置した電磁クラッチにおいて、 噛み合い係合部材（７２）の外周に回転可能に配置さ
   れ、噛み合い係合部材（７２）に形成した可動カム（７
   ２₂ ）に係合可能な固定カム（７８₁ ）を有するカム部
   材（７８）と、 電磁石（７５）に対向するように配置され、カム部材
   （７８）に相対回転不能かつ軸方向摺動可能に接続され
   た摩擦板（７７）と、 を備え、電磁石（７５）の励磁により摩擦板（７７）を
   回転不能に吸着してカム部材（７８）を回転不能に拘束
   することにより、可動カム（７２₂ ）がカム部材（７
   ８）の固定カム（７８₁ ）から受ける反力で、噛み合い
   係合部材（７２）をスプリング（８０）の弾発力に抗し
   て非係合方向に摺動させて電磁石（７５）に吸着させる
   ことを特徴とする電磁クラッチ。
2. 【請求項２】 摩擦板（７７）との間に間隙を有して軸
   部材（５９）と一体に回転する空転ブッシュ（７６）を
   該摩擦板（７７）および噛み合い係合部材（７２）間に
   配置し、電磁石（７５）に吸着された噛み合い係合部材
   （７２）を空転ブッシュ（７６）に保持させることを特
   徴とする、請求項１に記載の電磁クラッチ。
3. 【請求項３】 噛み合い係合部材（７２）および空転ブ
   ッシュ（７６）の内周面と軸部材（５９）の外周面との
   間にスプリング（８０）を収納したことを特徴とする、
   請求項２に記載の電磁クラッチ。
4. 【請求項４】 軸部材（１０４）の外周に軸方向摺動可
   能に支持された噛み合い係合部材（７２）と、噛み合い
   係合部材（７２）を非係合方向に摺動させて駆動力の伝
   達を遮断するスプリング（８０）と、噛み合い係合部材
   （７２）をスプリング（８０）の弾発力に抗して係合方
   向に摺動させて駆動力の伝達を可能にする電磁石（７
   ５）とを同軸上に配置した電磁クラッチにおいて、 噛み合い係合部材（７２）の外周に回転可能に配置さ
   れ、噛み合い係合部材（７２）に形成した可動カム（７
   ２₂ ）に係合可能な固定カム（７８₁ ）を有するカム部
   材（７８）と、 電磁石（７５）に対向するように配置され、カム部材
   （７８）に相対回転不能かつ軸方向摺動可能に接続され
   た摩擦板（７７）と、 を備え、電磁石（７５）の励磁により摩擦板（７７）を
   回転不能に吸着してカム部材（７８）を回転不能に拘束
   することにより、可動カム（７２₂ ）がカム部材（７
   ８）の固定カム（７８₁ ）から受ける反力で、噛み合い
   係合部材（７２）をスプリング（８０）の弾発力に抗し
   て係合方向に摺動させて電磁石（７５）に吸着させるこ
   とを特徴とする電磁クラッチ。