JPH0427407B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は電磁クラツチ装置に関し、特に励磁コ
イルを内蔵したヨークと、該ヨークの軸線方向端
面に接離可能なように設けられたアーマチユアプ
レートとを有する電磁クラツチ装置に関する。

＜従来の技術＞ 電動モータ、或いは内燃機関から被駆動機器に
伝達される駆動力の断続手段のひとつとして、電
磁クラツチ装置が知られている。

このような電磁クラツチ装置として、マグネツ
トコイルを内蔵したマグネツトハウジングと、マ
グネツトハウジングの端面に接離可能なように対
向配置されたアーマチユアプレートとの間に、ピ
ンを介することにより、トルク伝達を行なうよう
にされた電磁クラツチ装置が知られている。

この形式の電磁クラツチの場合、比較的小さな
磁力で大トルクの伝達が可能である反面、ピンの
材質として一般的に着磁し易い硬質金属材料を用
いねばならないことから、励磁状態にてマグネツ
トハウジングとアーマチユアプレートとを密着す
るようにすると、消磁時に残留磁気の影響でクラ
ツチの切れが悪くなると云う不都合がある。

このような不都合を是正すべく、実開昭50−
156644号公報に於て、非磁性体材料からなる所定
の厚さを有する中間挿入部材を、マグネツトハウ
ジングとアーマチユアプレートとの間に挟設し、
常に両者間の適正な間隙を得られるようにした技
術が開示されている。

また、例えば特開昭51−101657号公報に開示さ
れているように、励磁コイルを内蔵したステータ
ヨークに対して、微小間隙を置いて相対回転自在
なようにクラツチロータを配し、クラツチロータ
の軸線方向端面に対して接離可能なようにアーマ
チユアプレートを配した構造を有する電磁クラツ
チ装置も知られている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかるに、上記した従来例によると、磁路効率
を高めるために、マグネツトハウジング、或いは
クラツチロータを透磁率の高い磁性体材料により
形成せねばならず、慣性質量が増大しがちとなる
ことから、接続衝撃や、オーバーランニングの問
題を生ずる。また、ステータヨークとクラツチロ
ータとの間のエアギヤツプの管理を高精度に行な
わねばならず、製造も厄介になりがちである。

このような従来技術の不都合に鑑み、本発明の
主な目的は、慣性質量を削減することができ、し
かも製造工程を煩雑化することのない電磁クラツ
チ装置を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ このような目的は、本発明によれば、励磁コイ
ルを内蔵したヨークと、該ヨークの軸線方向端面
に接離可能なように設けられたアーマチユアプレ
ートとを有する電磁クラツチ装置であつて、前記
ヨークがステータからなり、該ヨークの外周面に
非磁性体材料からなる外周部材がその軸線方向端
面を前記ヨークの軸線方向端面から突出させたう
えで回転自在に嵌着されており、前記励磁コイル
が励磁状態にある時に、前記アーマチユアプレー
トが前記外周部材の軸線方向端面に密接するよう
にしてなることを特徴とする電磁クラツチ装置を
提供することにより達成される。

＜作用＞ このようにすれば、特に慣性質量に大きな影響
を及ぼす回転体の外周部分を軽量材質にて形成す
ることができ、慣性質量を軽減し得る。また、外
周部材の軸線方向端面によりヨークとアーマチユ
アプレートとの間隙が規定され、ヨークとアーマ
チユアプレートとを非接触に保持することができ
る。

＜実施例＞ 以下、本発明の好適実施例を添付の図面につい
て詳しく説明する。

第１図及び第２図は、本発明に基づく電磁クラ
ツチ装置が適用されたクルーズコントロール用ア
クチユエータ１を示しており、概ね箱型をなすケ
ーシング２の内部の略中央部には、例えば黄銅材
などの非磁性体材料からなる外周部材としてのウ
オームホイール３が、後記するステータヨークの
外周部に回転自在なように枢支されている。ウオ
ームホイール３の中心部には、固定軸４が配設さ
れており、固定軸４のウオームホイール３から突
出した部分には、ウオームホイール３とは別体か
らなる第１ピニオンギヤ５が枢着されている。そ
して第１ピニオンギヤ５とウオームホイール３と
の間には、アーマチユアプレート６を支持したク
ラツチホルダ７が挟接されている。

クラツチホルダ７は、第１ピニオンギヤ５に一
体的に固着されると共に、板ばね８によりアーマ
チユアプレート６を弾性的に保持している。アー
マチユアプレート６は、板ばね８の付勢力により
通常はウオームホイール３に対して非接触なよう
に保持されているが、ウオームホイール３の内側
に受容された後記する励磁コイルに通電した際に
は、ウオームホイール３側に吸引され、ウオーム
ホイール３に密着し得るようにされている。更
に、アーマチユアプレート６の外周には、平歯車
状の歯６ａが切設され、またウオームホイール３
のアーマチユアプレート６の対向面には、上記し
た歯６ａに対応する複数のピン３ａが植設されて
おり、これら歯６ａとピン３ａとの係合により、
比較的小さな励磁電流で大きな伝達トルクが得ら
れるようにされている。

第１ピニオンギヤ５にはセクタギヤ９が歯合し
ている。このセクタギヤ９には、回転軸１０が一
体的に設けられており、回転軸１０はケーシング
２の第１図に於ける右側の端部に、固定軸４に平
行して枢着されている。

ケーシング２の左側には、ウオームホイール３
に歯合するウオームギヤ１１が、固定軸４に直交
する方向に沿つて回転自在なように延設されてお
り、ウオームギヤ１１に第１図に於ける上端に
は、第２ピニオンギヤ１２が固着されている。

ウオームギヤ１１の軸端が突出した第１図い於
けるケーシング２の左上方には、第２ピニオンギ
ヤ１２と後記する第３ピニオンギヤとを収容すべ
くギヤ室２ａが凹設されており、該ギヤ室２ａの
開口部には、直流モータ１３が固着されている。

この直流モータ１３は、公知形式のものであ
り、カツプ状をなすモータケーシング１４の内面
に永久磁石からなるステータ１５が固着され、該
ステータ１５の内側に、コイルからなるロータ１
６が固着されたモータ軸１７を回転自在なように
受容している。ロータ１６のコイルの巻線の各端
末は整流子１８に接続されており、整流子１８の
外周面にはカーボンブラシ１９が摺接している。
そしてモータケーシング１４の開放端は、一方の
軸受がモールド成形された合成樹脂からなるモー
タフレーム２０により閉塞されている。

モータフレーム２０から突出したモータ軸１７
の軸端には、前記した第３ピニオンギヤ２１が固
着されている。第３ピニオンギヤ２１は第２ピニ
オンギヤ１２に歯合しており、直流モータ１３の
回転力をウオームギヤ１１、ウオームホイール
３、アーマチユアプレート６、第１ピニオンギヤ
５、及びセクタギヤ９へと順次伝達し、回転軸１
０に出力するようにされている。尚、モータフレ
ーム２０のギヤ室２ａとの対向面には、バツクラ
ツシユを除去すべく、ウオームギヤ１１を軸線方
向について一定の方向に付勢する板ばね２０ａ
が、ウオームギヤ１１の軸端に当接するように設
けられている。

第２図に良く示されるように、ケーシング２の
第２図に於ける上側の開放端には、アツパケーシ
ング２３が、Ｏリング２４を介して図示されない
ビスを用いて固着されている。

ケーシング２の底壁２５の中央部には、固定軸
４を保持すべくボス２６がケーシング２の内側に
向けて突設されると共に、固定軸４と同心をなす
環状溝２７が、底壁２５の内面に凹設されてい
る。

そしてボス２６の外周面には、励磁コイル２８
を内蔵した環状をなすステータヨーク２９が、環
状溝２７の底面に密接するように圧入にて固着さ
れている。

ケーシング２の底壁２５内面から突出したステ
ータヨーク２９の外周面には、前記したウオーム
ホイール３が燃結金属、或いはテフロン樹脂など
からなる軸受３０を介して回転自在なように枢支
されている。そして固定軸４のボス２６から突出
した部分には、クラツチホルダ７及び第１ピニオ
ンギヤ５が枢支され、更にその上端は、アツパケ
ーシング２３に凹設された軸受孔３１に嵌入し、
固定軸４が撓むことがないようにされている。

アツパケーシング２３から突出した回転軸１０
の端部には、Ｏリング３２及びシールキヤツプ３
３により防水処理が施された上でレバー部材３４
が固着されており、該レバー部材３４は、図示さ
れないスロツトル弁に対して、ワイヤ及びリンク
などを介して連結されている。

回転軸１０の下端には、スイツチプレート３５
が固着されており、該スイツチプレート３５のア
ーム３６がリミツトスイツチ３７に係合し、セク
タギヤ１９を介したレバー部材３４の円弧運動の
範囲を電気的に規定している。そして、リミツト
スイツチ３７は、ケーシング２の底壁２５の下面
に対してサーキツトボード３８を介して固着され
ており、このサーキツトボード３８側のケーシン
グ２の開放面は、板金をプレス加工してなるロア
カバー４０により、Ｏリング４１を介して閉塞さ
れている。また回転軸１０は、その両軸端に螺着
されたナツト３９により軸線方向への抜け止めが
なされている。

ロアカバー４０の第２図に於ける左端には、ブ
リーザ用の通孔４２が穿設されており、この通孔
４２の内側に装着された合成樹脂からなるブリー
ザ通路体４３により、ケーシング内への浸水を防
止している。

第３図に良く示されるように、ステータヨーク
２９のアーマチユアプレート６との対向面には、
半径方向外向のフランジ４４が形成されており、
このフランジ４４を含むステータヨーク２９の軸
線方向端面が、同一の平面に研削されている。そ
して前記した軸受３０の底壁２５側の端部には、
同じく半径方向外向のフランジ４５が形成されて
おり、これら両フランジ４４，４５の間にてウオ
ームホイール３の軸線方向位置が規定されてい
る。ウオームホイール３の軸線方向端面３Ｓは、
ステータヨーク２９の軸線方向端面２９Ｓから微
小寸法（0.1mm程度）だけ突出するように定めら
れており、励磁コイル２８に通電した際に吸引さ
れるアーマチユアプレート６が、非磁性体材料か
らなるウオームホイール３の端面３Ｓにのみ当接
し、ステータヨーク２９に対しては非接触に保た
れるようにされている。

このように構成されたウオームホイール３とス
テータヨーク２９とをケーシング２に組込むに当
たつては、先ず内周面に軸受３０が組込まれたウ
オームホイール３を、ステータヨーク２９の内周
面に反フランジ側端面から嵌着しておく。次にこ
のサブアツセンブリを環状溝２７内に圧入するこ
とにより、ステータヨーク２９がケーシング底壁
２５に固着され、ウオームホイール３が自由に回
転し得るようにケーシング２内に組付けられる。

次に上記したアクチユエータの動作について説
明する。クルーズコントロールが解除されている
際には、励磁コイル２８には通電されていないた
め、アーマチユアプレート６は、板ばね８の付勢
力により上方に引上げられており、ウオームホイ
ール３とは非接触であると同時に、歯６ａとピン
３ａとの係合も断たれている。そのため、セクタ
ギヤ９は自由に旋回することができ、アクセルペ
ダルの操作に何等支障となることがない。

クルーズコントロールをONにすると、励磁コ
イル２８に通電され、アーマチユアプレート６内
部とステータヨーク２９内部とを結ぶ磁束が発生
し、アーマチユアプレート６が矢印Ａで示すよう
に下向きに吸引される。そのため、アーマチユア
プレート６が、ウオームホイール３に密着すると
同時に、歯６ａとピン３ａとが係合し、モータ１
３から与えられたウオームギヤ１１の駆動力が、
ウオームホイール３、アーマチユアプレート６、
クラツチホルダ７、第１ピニオンギヤ５、及びセ
クタギヤ９へと順次伝達され、レバー部材２４を
揺動運動させる。このようにして所定の信号に応
じてモータ１３を正逆運転させることにより、ス
ロツトル弁を電気的に遠隔操作し得ることとな
る。

＜発明の効果＞ このように本発明によれば、回転部分の慣性質
量を軽減すると同時に、ヨークとアーマチユアプ
レートとのギヤツプを極めて高精度に維持するこ
とができ、しかもアーマチユアプレートが当接す
る部分が非磁性体材料であることから、消磁時の
残留磁気による影響はほとんど皆無にすることが
できるため、断続応答性の向上に大きな効果を発
揮する。

また、上記実施例に示すように、ヨークをステ
ータとし、外周部材をヨークに対して回転自在な
ように設けるものとすれば、従来のヨーク周囲に
ロータを配置した構成に比して、エアギヤツプを
著しく削減し得るため、磁路効率を大幅に高める
ことができ、コイルを小形化し得ることから、装
置の小型軽量化及びコスト低減にも効果的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく電磁クラツチ装置が適
用されたアクチユエータを一部破断して示す平面
図である。第２図は第１図の−線に沿う断面
図である。第３図は要部拡大断面図である。 １……アクチユエータ、２……ケーシング、２
ａ……ギヤ室、３……ウオームホイール、３ａ…
…ピン、４……固定軸、５……第１ピニオンギ
ヤ、６……アーマチユアプレート、６ａ……歯、
７……クラツチホルダ、８……板ばね、９……セ
クタギヤ、１０……回転軸、１１……ウオームギ
ヤ、１２……第２ピニオンギヤ、１３……直流モ
ータ、１４……モータケーシング、１５……ステ
ータ、１６……ロータ、１７……モータ軸、１８
……整流子、１９……カーボンブラシ、２０……
モータフレーム、２０ａ……板ばね、２１……第
３ピニオンギヤ、２３……アツパケーシング、２
４……Ｏリング、２５……底壁、２６……ボス、
２７……環状溝、２８……励磁コイル、２９……
ステータヨーク、３０……軸受、３１……軸受
孔、３２……Ｏリング、３３……シールキヤツ
プ、３４……レバー部材、３５……スイツチプレ
ート、３６……アーム、３７……リミツトスイツ
チ、３８……サーキツトボード、３９……ナツ
ト、４０……ロアカバー、４１……Ｏリング、４
２……通孔、４３……ブリーザ通路体、４４，４
５……フランジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 励磁コイルを内蔵したヨークと、該ヨークの
   軸線方向端面に接離可能なように設けられたアー
   マチユアプレートとを有する電磁クラツチ装置で
   あつて、 前記ヨークがステータからなり、該ヨークの外
   周面に非磁性体材料からなる外周部材がその軸線
   方向端面を前記ヨークの軸線方向端面から突出さ
   せたうえで回転自在に嵌着されており、 前記励磁コイルが励磁状態にある時に、前記ア
   ーマチユアプレートが前記外周部材の軸線方向端
   面に密接するようにしてなることを特徴とする電
   磁クラツチ装置。