JPH03324A - 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構は、
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８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、丸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構の部品コストにおい
てヨークの部品製造コストは半分以上を占めていた。

［発明が解決しようとする課題］ 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８国中のエアギャップ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ツキ処理を施し
、更に潤滑油で摩耗を低減させる努力がはられれている
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
を得す、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。

［課題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、また電磁クラッチ組立後のエアギャップｄの精度
確保をヨークと円筒部材の接合時に治具によって行い、
更にヨークの外周にフランジ部を一体で設ける事を特徴
としている。

また耐久的に信頼性を確保するために、ヨークと吸引板
との接触面にてヨーク叉は吸引板にコイニング加工によ
る微小ピッチの溝を刻んだ事を特徴とする。

［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ｄ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、さらにヨーク外周に設
けたフランジ部によって吸引板との摺動・吸着面積が著
しく増加し接触面圧力が低下するため、ヨークと吸引板
の表面処理が大幅に簡略化できる。また、ヨークと吸引
板との接触面にてヨーク叉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、従って摩耗による信頼性の低下を防ぐ
事ができる。

［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がピン５−ａが穴１−ａを
貫通した後に加締めされる事により固着される。ヨーク
ｌは図示の様に、外周部にフランジ部１−ｂを形成され
た薄肉のカップ形状をしており、フランジ単面１−ｃ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配された円筒状部材（いわ
ゆる鉄芯）が、第２図の様に一端で接合される。

ヨーク１と円筒状部材２の接合方法は、圧入・接着・様
着等任意である。この接合時には、治具を用いて、第３
図で示すギャップδを規定する。ギャップδは、ヨーク
１のフランジ端面と円筒状部材２の端面との段差であり
、吸引板４と円筒状部材２との間のエアギャップを意味
する。円筒状部材２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。吸引板４は第４図の様に、ヒトデ形状を
成し、ヨークのフランジ端面１−ｃ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８
によって付勢された吸引板４はヨークのフランジ端面に
常に接する。ところで、ヨークのフランジ端面１−Ｃ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關
、各溝間ピッチ約０．２正に設定されている。なお、こ
の溝は同心円状の複数本で構成される場合と、スパイラ
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、ヨークのフランジ端面１−Ｃ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。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には図示の位相に変角たるべく、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８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（ａ）→（ｂ）→（Ｃ１→（ｄ）という行程順で部
品が加工される。また第７図中（′ｂ）の行程では、図
中上側の金型に、先程述べたヨークフランジ部端面１−
ｃに微小な溝部を形成すべく、コイニング模様が刻まれ
ており、プレスによって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。

また、加工方法が従来と異なるために、必然的にヨーク
１の中心にあった円筒状部材が別体となっている。しか
しながら、この円筒状部材２はヨーク１とは異なり、接
触・摺動する相手部材が無いため、単純かつ低コストの
防錆処理のみで、十分に機能する事ができる。加えて、
円筒状部材２に要求される精度は、第３図のエアギャッ
プδであるが、この精度確保はヨーク１との接合時に治
具によって行なわれるため部品単体での精度管理は、無
いに等しい。従って、円筒状部材２は丸棒材料を単純に
切断したものに簡単な防錆処理（防錆油の塗布など）を
行えばよく、加工サイクルタイムも本実施例では約５秒
で済む。なお、本実施例では円筒状部材２を用いている
が、これがパイプ形状であっても、本考案の主旨を逸脱
するものではない。

次に、以上の様に構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１１００Ｏｒｐ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、円筒状部材２、吸引板４のあいだに電磁作用が働か
ず、吸弓板４はヨーク１に吸着されない。ヨーク、１と
吸弓板４との接触面には圧縮ばね８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
みに本実流会では、圧縮ばね８の付勢力は５ｇｆ、この
付勢力によってヨークのフランジ単面１−ｃと吸引板４
の接触面に於て発生する摩擦トルクは約１　ｇｆ−Ｃｍ
であり、−力受動軸７に掛かつている復元トルクは５ｇ
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９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で示す
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ｌ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ｌ
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
ークのフランジ端面１−ｃ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。また第６図に示すように、ヨーク１と吸引板４とが
フランジ端面で接触するため、第８図に示す従来のヨー
ク端面に比べると接触面積が大幅に増加し、摺動時及び
吸着時の面圧力が低下している。従ってヨーク１と吸引
板４に施す表面処理は、より耐摩耗性の劣る低コストの
材質が使用可能になっている。

［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ｄ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。さらにヨーク外
周に設けたフランジ部によって吸引板との摺動・吸着面
積が著しく増加し接触面圧力が低下するため、ヨークと
吸引板の表面処理が大幅に簡略化できる。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。

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図は、ヨークの加工行程を示した図、そして第８図
は、従来技術を説明した図、である。

ヨーク 円筒状部材 電磁コイル 吸引板

【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、

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、
   該ヨークが板状の電磁材料を材料として深絞り加工によ
   って成形される外周部にフランジを設けた形状である事
   を特徴とする小型電磁クラッチ機構。 ２）前記クラッチ機構に於いて、該ヨークの内周に、一
   端が該ヨークと接合された電磁材料からなる円筒状部材
   を備え、該円筒状部材の他端が該ヨークのフランジ端面
   より若干量引っ込んでいる事を特徴とする請求項１記載
   の小型電磁クラッチ機構。 ３）前記クラッチ機構に於いて、該ヨークのフランジ部
   端面若しくは該吸引板の端面に、コイニング加工による
   微小ピッチの溝が刻まれている事を特徴とする請求項１
   記載の小型電磁クラッチ機構。