JPH07293593A - 電磁連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、許容回転数を高くできるととも
に装置の長寿命化を図ることができる電磁連結装置を提
供する。 【構成】 被駆動軸１と励磁装置４との互いの摺動面１
ｂ，４ｆおよび被駆動軸１と回転駆動部材２との互いの
摺動面１ｃ，２ｃに、潤滑材をコーティングして潤滑被
膜１０，１１，１２，１３を形成している。これらの潤
滑被膜１０，１１，１２，１３は、オイルのような液状
の潤滑剤に比べ、均一に摺動面１ｂ，１ｃ，２ｃ，４ｆ
を覆うため、素材どうしの接触が防止され、充分な潤滑
能力を発揮する。したがって、被駆動軸１や回転駆動部
材２の回転速度の上昇を図っても、摩耗等により装置の
寿命が低下することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電磁力の利用により
回転力を間欠的に伝達する電磁連結装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えば、複写機やファクシミリ等のＯＡ
機器の給紙装置は、紙送りローラを所定の回転位置から
所定角度だけ回転させることにより、１枚の記録紙を装
置内部に搬送している。そして、この給紙装置における
紙送りローラ軸の駆動装置として、電磁石への通電の制
御によって、クラッチの接続動作と遮断動作と行う電磁
連結装置が適用されている。

【０００３】図２は従来の電磁連結装置の一例を示す破
断側面図であり、図において１は一端側に突起部１ａが
形成された中空の被駆動軸、２は被駆動軸１の他端側の
外周面上に、この被駆動軸１と相対回転可能な状態で取
り付けられた回転駆動部材である。この回転駆動部材２
は、外周部に入力ギヤ（図示せず）と噛合するギヤ部２
ａが形成されている。３は回転駆動部材２の一側の被駆
動軸１の外周面上に、被駆動軸１と一体回転可能に取り
付けられた回転力伝達部材としてのロータである。この
ロータ３は、被駆動軸１に圧入固定されている円板状の
側壁部３ａと、側壁部３ａの外端から被駆動軸１の突起
部１ａ側に向かって、この被駆動軸１を覆うように形成
された筒状部３ｂとから構成されている。なお、このロ
ータ３は、その側壁部３ａの中心部側が回転駆動部材２
に当接しているとともに、側壁部３ａの周方向位置に複
数の窓３ｃが設けられ、磁束Φのうちロータ３の内径部
から外径部へ側壁部３ａを通る分を減少させて、側壁部
３ａの磁気抵抗を大きくしている。

【０００４】４はロータ３の筒状部３ｂ内の被駆動軸１
の外周面上に、この被駆動軸１と相対回転可能な状態で
取り付けられた電磁力発生用の励磁装置である。この励
磁装置４は、被駆動軸１の突起部１ａ側に、被駆動軸１
と相対回転可能な状態で取り付けられた円板状のヨーク
４ａと、被駆動軸１を囲んだ状態でヨーク４ａに取り付
けられたボビン４ｂと、ボビン４ｂに巻回されるコイル
４ｃと、コイル４ｃに電流を供給するためのリード線４
ｄと、外部の固定部に取り付けられた共回り防止用のホ
ルダー部４ｅとから構成されている。なお、この励磁装
置４は、ヨーク４ａの一部が被駆動軸１の突起部１ａに
当接するとともに、ボビン４ｂの一部がロータ３の側壁
部３ａに当接することにより、被駆動軸１の軸方向に位
置決めされている。

【０００５】５は回転駆動部材２の段部２ｂに取り付け
られ、外周部側が回転力伝達部材２側に弾性変形可能な
弾性材としての円板状の板バネ、６はロータ３の窓３ｃ
に対向するように板バネ５に取り付けられたアマチュア
である。このアマチュア６は励磁装置４が非励磁状態に
ある場合、ロータ３の側壁部３ａと隙間ｇを有するよう
に配置されている。７は被駆動軸１の端部に取り付けら
れた止め輪である。

【０００６】ここで、被駆動軸１、ロータ３、励磁装置
４のヨーク４ａ、アマチュア６は磁気回路を形成できる
ように磁性材料から構成され、回転駆動部材２は磁束の
漏出を防止するため非磁性材料から構成されている。

【０００７】つぎに、この従来の電磁連結装置の動作に
ついて説明する。回転駆動部材２に入力ギヤを介して回
転力が伝えられると、この回転駆動部材２はアマチュア
６とともに被駆動軸１回りを回転する。つづいて、励磁
装置４のコイル４ｃに電流を流し、コイル４ｃが励磁さ
れると、磁束Φが、図２中破線で示すように、被駆動軸
１、ロータ３、ヨーク４ａ、アマチュア６を通るように
形成される。このため、アマチュア６は、板バネ５の弾
性力に抗して、電磁力によりロータ３の側壁部３ａに吸
着保持される。

【０００８】したがって、回転駆動部材２の回転力は、
板バネ５、アマチュア６、ロータ３を経由して被駆動軸
１に伝えられ、この被駆動軸１が所定の速度で回転され
る。また、コイル４ｃへの通電が停止されると、励磁装
置４は非励磁状態となって電磁力が無くなり、アマチュ
ア６は板バネ５の弾性力によってロータ３から引き離さ
れ、回転駆動部材２の回転力は被駆動軸１側には伝達さ
れなくなる。

【０００９】ここで、被駆動軸１や励磁装置４のヨーク
４ａは、材料費や製作コストの低減を図るため、一般に
オイルを含浸させた焼結合金から構成されており、この
含浸オイルによって摺動面の焼き付きが防止されてい
る。また、回転駆動部材２も、同様の理由から、オイル
を含侵させたプラスチック材から構成されており、この
含浸オイルによって被駆動軸１との摺動面のなじみがよ
くなり、ビビリによる異常音の発生が防止されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の電磁結合装置は
以上のように構成されているので、被駆動軸１と励磁装
置４のヨーク４ａとの隙間は、重力の作用によって、上
部側が小さくなるとともに、下部側が大きくなる。そし
て、被駆動軸１とヨーク４ａとには、磁束Φが通過して
吸引力が発生するが、該隙間の小さい方により多くの磁
束Φが通過するため、磁束密度の高い方に、さらに大き
な吸引力が働き、結局、ヨーク４ａと被駆動軸１との摺
動面間の隙間の片寄りはますます大きくなるとともに、
隙間の小さくなった部分の摺動部の面圧が高くなる。

【００１１】したがって、従来の電磁連結装置では、被
駆動軸１とヨーク４ａとの相対回転速度が大きくなる
と、両者の隙間の小さい側の摺動面に焼き付きが発生し
てしまうという問題があった。このため、装置の寿命を
確保するために、回転駆動部材２の回転速度を一定値以
下に落とさざるをえず、装置の用途が限定されてしまう
という課題があった。

【００１２】また、被駆動軸１やヨーク４ａをオイルを
含浸させた焼結合金により構成して被駆動軸１とヨーク
４との摩擦係数を小さくする場合においても、摩耗等の
問題から、これらの総回転数にも自ら限度が生じ、装置
の寿命を長くとれないという課題があった。

【００１３】なお、上記２つの課題を解消するために
は、焼結合金中の含浸油量を増加すればよいが、含浸油
量が多くなれば、にじみ出たオイルがロータ３とアマチ
ュア６との接触面に侵入し、両者にすべりを生じて、規
定の伝達力が得られなくなるという不具合が生じ、連結
装置の機能を達成できなくなることがあった。

【００１４】さらに、回転駆動部材２においても、プラ
スチック材中の含浸油量が少なければ、ビビリによる異
常音が発生し、含浸油量が多ければ、プラスチックの機
械強度が低下し、回転駆動部材２の寿命が短くなるとい
う課題があった。そして、回転力伝達部材２の回転速度
が大きくなれば、この傾向は大きくなる。

【００１５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、許容回転数を高くでき、安定した
性能を維持でき、装置の長寿命化を図ることができる電
磁連結装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明
は、磁気回路の一部を構成する被駆動軸に回転力伝達部
材を一体回転可能に取り付けるとともに、この被駆動軸
の回転力伝達部材の両側に回転駆動部材と励磁装置とを
相対回転可能に取り付け、かつ、回転力伝達部材に弾性
材を介して一体回転可能に取り付けられたアマチュア
を、励磁装置からの電磁力により、回転力伝達部材側に
吸着させて、回転駆動部材の回転力を被駆動軸に伝達す
る電磁連結装置において、被駆動軸の摺動面、回転駆動
部材の摺動面および励磁装置の摺動面の少なくとも一つ
の摺動面に、潤滑材をコーティングして潤滑被膜を形成
しているものである。

【００１７】この発明の第２の発明は、上記第１の発明
において、励磁装置のヨークに被駆動軸との摺動面が形
成され、ヨークの摺動面と被駆動軸の摺動面との少なく
とも一方の摺動面に、非磁性材料からなる潤滑材料をコ
ーティングして潤滑被膜を形成したものである。

【００１８】この発明の第３の発明は、上記第１または
２の発明において、潤滑材を二硫化モリブデンまたはフ
ッ素系樹脂で構成したものである。

【００１９】

【作用】この発明の第１の発明では、被駆動軸の摺動
面、励磁装置の摺動面および回転駆動部材の摺動面の少
なくとも１つの摺動面に、潤滑材をコーティングして潤
滑被膜を形成しているため、被駆動軸や回転駆動部材を
高速回転しても、これらの摺動面は、潤滑被膜に保護さ
れつつ滑らかに摺動する。特に、この潤滑被膜は、潤滑
剤として液状のオイルを使用する場合に比べ、摺動面を
一様に覆うため、被駆動軸と励磁装置等が直接触れ合う
ことはなく、これらの摩耗を充分に防止できる。また、
潤滑被膜の形成も、潤滑材を摺動面にコーティングする
だけでよく、容易である。

【００２０】また、この発明の第２の発明では、励磁装
置のヨークの摺動面および被駆動軸の摺動面の少なくと
も一方の摺動面に非磁性材料の潤滑材からなる潤滑被膜
が形成されているので、ヨークの摺動面と被駆動軸の摺
動面との間に作用する電磁力による吸引力が低減され、
両者間の面圧の上昇が抑えられる。そのため、ヨークと
被駆動軸との相対回転数が高くなっても焼き付けの発生
が抑えられる。

【００２１】また、この発明の第３の発明では、潤滑材
が入手容易な二硫化モリブデンまたはフッ素系樹脂から
構成されているので、潤滑被膜の形成が容易となる。

【００２２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例に係る電磁連結装置の破
断側面図であり、図において、図２で示した従来の電磁
連結装置と同一または相当部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。

【００２３】図において、１０は励磁装置４のヨーク４
ａの被駆動軸１との摺動面４ｆに潤滑材をコーティング
して形成された潤滑被膜、１１は被駆動軸１のヨーク４
ａとの摺動面１ｂに潤滑材をコーティングして、潤滑被
膜１０と対向した状態で形成された潤滑被膜、１２は回
転駆動部材２の被駆動軸１との摺動面２ｃに潤滑材をコ
ーティングして形成された潤滑被膜、１３は被駆動軸１
の回転駆動部材２との摺動面１ｃに潤滑材をコーティン
グして、潤滑被膜１２と対向した状態で形成された潤滑
被膜である。

【００２４】ここで、上記潤滑被膜１０，１１，１２，
１３は、例えば、二硫化モリブデンや、フッ素系樹脂で
あるテフロン（登録商標）といった非磁性で入手容易な
潤滑材を、被駆動軸１、回転駆動部材２、ヨーク４ａの
摺動面１ｂ，１ｃ，２ｃ，４ｆに数ミクロンから数十ミ
クロンの厚さにコーティングしたものである。

【００２５】つぎに、上記潤滑被膜１０，１１，１２，
１３の作用について説明する。まず、被駆動軸１とヨー
ク４ａとに関して、潤滑被膜１０，１１は、圧力等によ
って移動可能な液状の含浸オイルとは異なり、両者の摺
動面１ｂ、４ｆを確実に覆うことができ、両者の摺動面
１ｂ，４ｆを直接接触させることがないため、その潤滑
能力は含浸オイルより優れていると考えられる。したが
って、被駆動軸１とヨーク４ａとは、互いの摺動面１
ｂ，４ｆで焼き付きを生じることなく、滑らかに回転す
る。

【００２６】この場合、特に、潤滑被膜１０，１１は非
磁性材から構成されるため、この潤滑被膜１０，１１に
より、被駆動軸１の摺動面１ｂとヨーク４ａの摺動面４
ｆとの間に働く磁束Φによる吸引力が緩和される。した
がって、被駆動軸１とヨーク４ａとの摺動面１ｂ，４ｆ
間の隙間の片寄りは大きくならず、摺動面１ｂ，４ｆ間
の面圧も周方向に均等になってくるため、相対回転数が
高くなった場合でも被駆動軸１とヨーク４ａとの焼き付
きはさらに生じにくくなる。

【００２７】ここで、磁気回路を構成する被駆動軸１と
ヨーク４ａと間に非磁性材料からなる潤滑被膜１０，１
１が介在することにより、被駆動軸１とヨーク４ａとの
間の磁束Φの流れが若干悪くなるが、潤滑被膜１０，１
１の合計厚さが数十ミクロン程度と小さいため、磁気回
路上の問題はほとんど生じない。この場合、必要に応
じ、励磁装置４の起磁力を若干大きくしてもよい。

【００２８】また、被駆動軸１と回転駆動部材２とに関
しても、潤滑被膜１２，１３が潤滑被膜１０，１１と同
様に焼結金属やプラスチック中に含浸させたオイルより
優れた潤滑能力を発揮するため、被駆動軸１と回転駆動
部材２とは、なじみよく滑らかに回転し、回転駆動部材
２にビビリによる異常音が発生することはない。また、
潤滑被膜１２，１３は、含浸オイルのように回転駆動部
材２の強度を低下させることはないため、装置の寿命を
高めることができる。

【００２９】なお、潤滑被膜１０，１１，１２，１３
は、オイルのような液体ではなく固体であるため、これ
がロータ３とアマチュア６との接触部に漏れ出すことは
無く、両者に滑りを生じさせて、規定の伝達力が得られ
なくなり、連結装置としての機能を達成できなくなるよ
うな不都合も生じさせない。

【００３０】以上のように、被駆動軸１とヨーク４ａと
の摺動面１ｂ，４ｆに潤滑被膜１０，１１を形成するこ
とにより、両者間の潤滑能力の向上を図ることができる
ため、被駆動軸１や回転力伝達部材２の回転速度を上げ
ても、焼き付き等によって装置の寿命が低下するという
事態は大きく減少する。また、被駆動軸１とヨーク４ａ
とが直接接触することもなくなるため、摩耗も減少し、
この点でも装置の寿命を延ばすことができるようにな
る。さらに、潤滑被膜１０，１１が非磁性材料で形成さ
れているので、両者間の電磁力による吸引力が緩和さ
れ、両者間の面圧が周方向に均一化されて、焼き付け事
故の発生が回避できる。

【００３１】また、被駆動軸１と回転駆動部材２との摺
動面１ｃ，２ｃに潤滑被膜１２，１３を形成することに
より、両者間の潤滑能力の向上を図ることができるとと
もに、両者間のなじみがよくなるため、回転駆動部材２
の回転速度を上げても、回転駆動部材２にビビリは生じ
にくくなる。このため、回転駆動部材２をプラスチック
材から構成しても、オイルを含浸させる必要がないた
め、回転駆動部材２の強度が向上し、その分装置の寿命
を延ばすことができるようになる。

【００３２】ここで、上記実施例においては、被駆動軸
１とヨーク４ａとの互いの摺動面１ｂ，４ｆにそれぞれ
潤滑被膜１０，１１を形成したが、一方の摺動面側にの
み潤滑被膜を形成しても同様な効果を得ることができ
る。また、被駆動軸１と回転駆動部材２との摺動面１
ｃ，２ｃについても、一方の摺動面側にのみ潤滑被膜を
形成しても同様な効果を得ることができる。

【００３３】さらに、回転駆動部材２とロータ３との接
触面や、励磁装置４のボビン４ｂとロータ３との接触面
に、同様な潤滑被膜を形成し、これらを滑らかに接触さ
せるようにしてもよい。

【００３４】なお、この電磁連結装置では、被駆動軸１
等の必要な摺動面に潤滑被膜を形成すれば、被駆動軸１
やヨーク４ａを構成する焼結金属中にオイルを含浸させ
る必要はないとともに、回転駆動部材２を構成するプラ
スチック中にオイルを含浸させる必要もない。

【００３５】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３６】この発明の第１の発明によれば、被駆動軸
の摺動面、回転駆動部材の摺動面および励磁装置の摺動
面の少なくとも一つの摺動面に、潤滑材をコーティング
して潤滑被膜を形成しているので、許容回転数を高くで
き、安定した性能を維持できるとともに、装置の長寿命
化を図ることができる。

【００３７】この発明の第２の発明によれば、上記第１
の発明において、励磁装置のヨークに被駆動軸との摺動
面が形成され、ヨークの摺動面と被駆動軸の摺動面との
少なくとも一方の摺動面に、非磁性材料からなる潤滑材
料をコーティングして潤滑被膜を形成しているので、ヨ
ークと被駆動軸との摺動面間に作用する電磁力による吸
引力が緩和され、該摺動面間の面圧が周方向に均一化さ
れ、ヨークと被駆動軸との焼き付きが有効に防止され
る。

【００３８】この発明の第３の発明によれば、第１また
は第２の発明において、潤滑材が二硫化モリブデンまた
はフッ素系樹脂で構成されているので、潤滑被膜を容易
に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る電磁連結装置を示
す破断側面図である。

【図２】 従来の電磁連結装置を示す破断側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 被駆動軸、１ｂ 摺動面、１ｃ 摺動面、２ 回転
駆動部材、２ｃ 摺動面、３ ロータ（回転力伝達部
材）、４ 励磁装置、４ａ ヨーク、４ｆ 摺動面、
５ 板バネ（弾性材）、６ アマチュア、１０ 潤滑被
膜、１１ 潤滑被膜、１２ 潤滑被膜、１３ 潤滑被
膜。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気回路の一部を構成する被駆動軸に回
   転力伝達部材を一体回転可能に取り付けるとともに、こ
   の被駆動軸の前記回転力伝達部材の両側に回転駆動部材
   と励磁装置とを相対回転可能に取り付け、かつ、前記回
   転力伝達部材に弾性材を介して一体回転可能に取り付け
   られたアマチュアを、前記励磁装置からの電磁力によ
   り、前記回転力伝達部材側に吸着させて、前記回転駆動
   部材の回転力を前記被駆動軸に伝達する電磁連結装置に
   おいて、 前記被駆動軸の摺動面、前記回転駆動部材の摺動面およ
   び前記励磁装置の摺動面の少なくとも一つの摺動面に、
   潤滑材をコーティングして潤滑被膜を形成したことを特
   徴とする電磁連結装置。
2. 【請求項２】 励磁装置のヨークに被駆動軸との摺動面
   が形成され、前記ヨークの摺動面と被駆動軸の摺動面と
   の少なくとも一方の摺動面に、非磁性材料からなる潤滑
   材料をコーティングして潤滑被膜を形成したことを特徴
   する請求項１記載の電磁連結装置。
3. 【請求項３】 潤滑材が、二硫化モリブデンまたはフッ
   素系樹脂であることを特徴とする請求項１、２のいずれ
   かに記載の電磁連結装置。