JPH0328526A - 小型電磁クラッチ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電卓、金銭登録器、タイプライタ等の電子事務
機器に登載される小型の印字装置に於て、機構部分の間
欠動力伝達機構、より具体的には、間欠紙送り手段やト
リガ手段として多く用いられる小型の電磁クラッチ機構
に関する。

［従来の技術］ 近年、これらの用途に用いられる電磁クラッチ機横は、
信頼性の確保と動作時の低消費電力化と機構の簡略化と
を目的として、カップ形状のヨークを用いた小型の電磁
クラッチ機構が好んで用いられている。これは、印字装
置等の動作中、常時回転するヨークに吸引板を常時接触
させ、電磁コイルに通電することにより、ヨークと吸引
板との間に吸引力を発生させて接触面での摩擦力によっ
て動力伝達する形式のものである． 従来のこの種の電磁クラッチ機構は、第９図に示すよう
な形状のヨークを用いるものであり、ヨークの形状を出
すためには、九棒材を材゛料にして旋盤加工によってい
た。なお、この種の電磁クラッチ機横の部品コストにお
いてヨークの部品製造コストが半分以上を占めていた。

［発明が解決しようとする［］ しかるに前記の従来技術では、部品加工に要する時間、
即ちサイクルタイムが非常に長く（約１．５分）、また
第９図中のエアギャップδの精度を確保するために、ヨ
ーク加工時に工具の管理が面倒であるという欠点があり
、従って部品製造コストが高くついていた。更に、この
小型電磁クラッチが組み込まれた機器の作動時には、動
作切り替えを要する時だけ吸着して一体で回転するが、
通常時はヨークと吸引板とが摺動接触しているため、耐
久的に摩耗し易く信頼性を損ねるという欠点がある。多
くの場合、ヨークと吸引板に高硬度のメッキ処理を施し
、更に潤滑油で摩耗を低減させる努力がはらわれている
が、潤滑油の要求特性上、粘度を高くすると吸引板が連
れ回り誤動作を招くため、低粘度の潤滑油を使用せざる
を得ず、従って飛散による油持ちの悪さが問題であった
。

本発明は、かかる欠点に鑑みて成されたものであり、そ
の目的は遥かに低コストの小型電磁クラッチを提供する
事にある。また他の目的として、摩耗による信頼性の低
下を防いで、耐久的に信頼性を確保する事にある。

［ｉｉ！ｌｌ！ｉを解決するための手段〕本発明は、ま
ず低コストの小型電磁クラッチを提供するために、ヨー
クの加工を切削加工によらず深絞り加工を用い、深絞り
後深絞りによって生じる耳をトリミングしヨークを形成
し、電磁クラッチ組立後のエアギャップδの精度確保を
吸引板の凹により確保した事を特徴とする。

［作用］ 本発明の上記の構成によれば、ヨークの加工を切削加工
によらず深絞り加工を用いて短いサイクルタイムで部品
形状を出す事を可能にし、また電磁クラッチ組立後のエ
アギャップδの精度確保を旋盤加工時の精度管理によら
ないため工具管理が簡略化される． ［実施例］ 第１図は、本発明の実施例における小型電磁クラッチの
構成を示す斜視図であり、第２図は同一内容の断面図で
ある。第１図中、５は動力により駆動されて回転する駆
動体であり、これにヨーク１がビン５−ａが穴１−ａを
貫通させ駈動体５とヨーク１の締め代により固着される
。あるいは貫通後加締めにより固着してもよい。ヨーク
１は図示の様に、薄肉のカップ形状をしており、ヨーク
外周端面１−ｂが吸引板４と接する（ヨーク１の製造行
程は後述）。ヨーク１の内部には同軸上に深絞りで円筒
状部（いわゆる鉄芯）１−ｃが形成されている。ところ
で、ヨークの外周端面１−ｂには、第５図に拡大図示す
るように複数の溝部が形成されている。本実施例の場合
ではこの溝部の深さ約０．１＋ｎ、各溝間ピッチ約０．
　　２ｍｍｌ：設定されている。なお、この溝は同心円
状の複数本で構成される場合と、スバイラル状の１本の
溝の場合とがあるが、何れとも可である。これら溝部は
、ヨークの外周端面１−ｂと吸引板４との接触・摺動面
に注油される潤滑油（非図示）を蓄えるべく設けられた
ものである。

吸引板４は第３、４図の様にヨーク円筒部１−ｃに対向
する箇所が凹形状をなし、この凹量によりギャップδを
規定する。ギャップδは、ヨークｌの外周端面（円筒状
部１−Ｃ）と吸引板凹部との隙間であり、吸引板凹形状
の凹量を意味する。円筒状部１−ｃの外周には電磁コイ
ル３が遊嵌され、ヨーク１と吸引板４とによって形成さ
れる空間内に配置されている。さらに吸引板４は第４図
に示すようにヒトデ形状を成し、ヨークの外周端面ｌ一
ｂに３点支持による安定した接触状態を保てるように構
成されている。またこの吸引板形状は、電磁コイル３の
電源線３−ａが外部に引き出せるという意味合いも有る
。吸引板４には、第１図のように数カ所の穴４−ａが形
成され、従動体６に形成されたビン６−ａと嵌合する。

従って、従動体６に対して、吸引板４は回転方向には拘
束されるがスラスト方向には移動自在となる。吸引板４
と従動体６との間は、第２図のように組立状態で隙間が
設けられ、圧縮ばね２によって付勢された吸引板４はヨ
ークの外周端面に常に接する。そして、従動体６は他端
に従動軸７を固着すべくボス部６−ｂが形成されている
．また、従動軸７には図示の位相に度当たるべく、ねじ
りコイルばね（非図示）による復元トルクが作用してい
る。

ここでヨーク１の加工方法について述べる。前述のよう
に従来のヨーク形状は第９図に図示される一体形状であ
ったため、丸棒材料から旋盤加工によって削り出すしか
無かった。ところが本実施例では、ヨーク１が薄肉（約
０．　　４ｍｍ）のカップ形状で有り、第７図に示すよ
うに単純な深絞り加工・プレス加工により成形できる。

第７図は、このヨーク１の成形行程を示した行程図であ
り、図中（ａｌ→山）→（Ｃ）→（ｄ）→（２）という
行程順で部品が加工される。（ａ）→（ｂｌの行程にて
深絞りを行なう。（Ｃ）の行程に於てヨークフランジ部
及び中心円筒部をよろめき加工によりトリミングを行な
い、（ｄ）の行程にて先程述べたヨーク外周端面１−ｂ
に微小な溝部を形成すべく、コイニング模様が刻まれた
上金型により、プレス行程により金型の模様が転写され
、第５図に示すような溝が形成される。これらの行程は
順送りプレス機で行われるため、１部品当りの加工サイ
クルタイムは少なく、本実施例の場合では１秒程度で済
む。

次に吸引板４の加工行程について述べる。吸引板４は第
８図に示す（ａｌ　−　（ｂ）　−　（Ｃ）の工程にて
加工される。前述のように吸引板４は第３、４図の様に
ヨーク円筒部１−ｃに対向する箇所が凹形状をなし、こ
の凹量によりギャップδを規定している．またヨーク側
に設けたコイニングを山｝の行程にてヨーク外周端面１
−ｂに対向する部分に施すことも可能である。吸引板４
に要求される稍度は、第３図のエアギャップδであるが
、この精度確保は金型精度により決まるため部品単体で
の釉度管理は、容易である。これらの行程は順送りプレ
ス機で行われるため、１部品当りの加工サイクルタイム
は少なく、本実施例の場合では１秒程度で済む．以上の
様に横成された機構の動作を説明する．第２図において
、駆動体５はα方向に駆動されており、約１０００ｒｐ
ｍの速度で回転している．また、これと固着するヨーク
１そしてヨーク１に接合される円筒状部材２も同一速度
で回転している。ヨーク内の電磁コイル３はヨーク１の
回転に影響されずに静止しており、電源線３−ａは通電
制御部（非図示）に接続されている。電磁コイル３に通
電しない状態では、ヨーク１、吸引板４のあいだに電磁
作用が働かず、吸引板４はヨーク１に吸着されない。ヨ
ーク１と吸引板４との接触面には圧縮ばね２の微弱な付
勢力による摩擦トルクが常時働いているが、従動軸７に
はこの摩擦トルクより大きな復元トルクが掛かつている
ため、この状態で吸引板４がヨーク１に連れ回る事はな
い。

ちなみに本実施例では、圧縮ばね２の付勢力は５ｇ，ｆ
、この付勢力によってヨーク外周端面１−ｂと吸引板４
の接触面に於で発生する摩擦トルクは約１ｇｆ−ａｍで
あり、一方従動軸７に掛かつている復元トルクは５　ｇ
ｆ−ｃｍ以上である。

ここで電磁コイル３に通電すると、第６図に示す様に磁
力線８がヨーク１、吸引板４、円筒状部材２で構成され
る磁気回路の中で発生し、吸引板４が図中矢印Ｆ″′Ｃ
示す方向に吸着される。これによりヨーク１と吸引板４
の接触部Ａに吸着による摩擦力が発生する。この摩擦力
にって吸引板４にヨーク１からの駆動トルクが伝達され
、従動体６と従動軸７が回転する。

本実施例は具体的には、小型の印字装置に採用される間
欠伝達クラッチとしての動作を想定したものであり、電
磁コイル３への一回の通電によって従動軸７が回転する
角度は高々３０度である．即ち、電磁コイルへの通電に
よって吸引板４がヨーク１に吸着し、従動軸７が駆動体
５からの動力により所定角度駆動された後は、前述のね
じりコイルばねの復元トルクによって元の位相に戻るた
め、電磁コイルの電源線３−ａが吸引板４又は従動体６
に絡まって巻き付くような事はない．更に、本機構は、
数１００万回の間欠動作を要求される使用条件の基で耐
久的にクラッチとしてのトルク伝達能力を保証する必要
がある．従って耐久摩耗によるヨーク１と吸引板４の摩
擦係数の変化は許されない。前述のヨークの外周端面１
一ｂに刻まれた溝部は、潤滑油を保持して油切れによる
耐久異常摩耗を防ぎ、また一方では油膜の切れを良くす
る事により、高速摺動する接触面で潤滑油の油膜による
接触離れ（いわゆるハイドロプレーニング現象）を防止
するという作用を合わせ持っている。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、ヨークの加工を切削
加工によらず深絞り加工を用いて短いサイクルタイムで
部品形状を出す事を可能にし、また電磁クラッチ組立後
のエアギャップδの鞘度確保を旋盤加工時の精度管理に
よらないため工具管理が簡略化される。また、ヨークと
吸引板との接触面にてヨーク又は吸引板にコイニング加
工による微小ピッチの溝を刻み、この溝によって保油効
果を格段に向上させ、摩耗による信頼性の低下を防ぐ事
ができる。

従って、耐久的に信頼性が保証された小型電磁クラッチ
を極めて低コストで提供するにあたって非常に効果的な
技術であり、その技術的・産業的意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明になる小型電磁クラッチ機構の１実施
例を示す斜視図。 第２図は、第１図と同一内容の断面図。 第３図は、ヨークと吸引板と円筒状部材からなる磁気回
路部分を示した断面図。 第４図は、第３図と同一内容の側面図．第５図は、ヨー
クのフランジ端面の詳細断面図。 第６図は、電磁コイル通電時の磁力線を示した図。 第７図（ａ）〜（ｅ）は、ヨークの加工行程を示した図
．第８図（ａ）〜（Ｃ）は、吸引板の加工行程を示した
図。 第９図は、従来技術を説明した図。 ／　ヨー７ １　−−−−−−−−−−−−　ヨーク３・−−−−−
−−−−一一電磁コイル４　−−−−−−−−一−−−
一吸引板以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）カップ形状のヨークと、該ヨークの開口側にて接す
   る吸引板と、該ヨークと該吸引板によって形成される空
   間部内に置かれた電磁コイルとから成り、該電磁コイル
   への通電によって該ヨークと該吸引板との間に吸着力を
   発生して動力伝達する形式の電磁クラッチ機構に於て、
   板状の電磁材料を材料として深絞り加工によつてカップ
   形状及びその中心に円筒部を成形したヨークから構成さ
   れた事を特徴とする小型電磁クラッチ機構。 ２）カップ形状のヨークと、該ヨークの開口側にて接す
   る吸引板と、該ヨークと該吸引板によって形成される空
   間部内に置かれた電磁コイルとから成り、該電磁コイル
   への通電によって該ヨークと該吸引板との間に吸着力を
   発生して動力伝達する形式の電磁クラッチ機構に於て、
   板状の電磁材料を材料として深絞り加工によつてカップ
   形状及びその中心に円筒部を成形し、外周部フランジ及
   び中心円筒部をトリミング加工したヨークから構成され
   た事を特徴とする小型電磁クラッチ機構。 ３）カップ形状のヨークと、該ヨークの開口側にて接す
   る吸引板と、該ヨークと該吸引板によって形成される空
   間部内に置かれた電磁コイルとから成り、該電磁コイル
   への通電によ該ヨークがって該ヨークと該吸引板との間
   に吸着力を発生して動力伝達する形式の電磁クラッチ機
   構に於て、板状の電磁材料を材料として深絞り加工によ
   ってカップ形状及びその中心に円筒部を成形したヨーク
   と該ヨーク、円筒部に対向して凹形状した吸引板から構
   成された事を特徴とする小型電磁クラッチ機構。