JP3609259B2

JP3609259B2 - Electromagnetic coupling device

Info

Publication number: JP3609259B2
Application number: JP15877598A
Authority: JP
Inventors: 良治小林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2018-06-08
Also published as: JPH11351281A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ機器、特に複写機等に使用されるマイクロ電磁連結装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１９は、従来より使用されている電磁連結装置の構成を示す部分断面図、図２０は従来の電磁連結装置のシャフトを示す断面図である。図において、１は筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、２はロータの筒部内部に設けられたコの字型のヨーク、３はヨーク２に内蔵されたコイル、４はコイル３に接続されたリード線、５はヨーク２の内周に回転自在に設けられ、ロータ１と一体形成されたシャフト、５０はシャフト５の内径の一部が平面となったＤカット部で、被駆動軸（図示せず）に動力を伝達する部分である。６はロータ１の摩擦面に対して軸方向に所定の空隙ｇを有して配置された第２の摩擦面を有し、コイル３より発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、７はアマチュア６を弾性体であるスプリング８を介して支持し、シャフト５と回転自在に設けられたハブで、ギア７ａは、外部のギア（図示せず）と噛み合い、外部からの回転動力を伝達する。また、スプリング８は、リベット９によりそれぞれアマチュア６、ハブ７に固定されており、通常はアマチュア６を反ロータ１側に押圧している。１０は、ヨーク２に固定されたホルダー、１１はシャフト５の端面に設けられた止め輪である。
【０００３】
次に、従来の電磁連結装置の動作を説明する。電源（図示せず）より電圧をリード線４を介してコイル３に印加すると、図中点線で示す磁路に磁束が発生し、その吸引力によりアマチュア６はスプリング８の弾性力に打ち勝ってロータ１に吸引され、アマチュア６はロータ１と接する。このため、ギア７ａに伝達された動力は、ハブ７、スプリング８、アマチュア６、ロータ１、シャフト５、Ｄカット部５０を通して負荷（図示せず）に伝達される。コイル３の電圧を取り去ると、磁束は消滅し、アマチュア６はスプリング８の弾性力により元の位置に戻り、ロータ１との空隙ｇが保たれ動力の伝達は無くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の電磁連結装置では、シャフト５の材料として、磁束を通し、且つ安価で製作できる鉄系の焼結材を用いて製作することが多かった。電磁連結装置を複写機等に使用する場合、特に外径を小さくした小型品を安価で製造することが要求されている。しかしながら、従来のシャフト５の材料として用いられていた焼結材は、内部に気泡があるため磁気の透過率が悪く、これを補うため肉厚を厚くして磁気を通し易くする必要があった。このため、シャフト５の外径を大きくし、断面積を確保する必要があった。これは、ヨーク２との摺動部の周速を高くするもので、寿命が短くなると同時に、ヨーク２の外径及びロータ１の外径も大きくなり、製品全体としての外径が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、小型で寿命が長く、且つ安価な電磁連結装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる電磁連結装置は、筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記環状帯状材の継ぎ目を含む外形の上記ヨークおよびハブに対応する部分を平坦にしたものである。
【０００７】
また、筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記帯状材を環状にプレスした際の抜きだれ部を外形側としたものである。
【０００８】
また、筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記環状帯状材の継ぎ目の一部にスリットを設け、このスリットを上記ロータの内径に設けられた凸部に嵌合させたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態を図について説明する。図１は、本発明の実施の形態１である電磁連結装置の構成を示す部分断面図である。図において、１は筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、２はロータの筒部内部に設けられたコの字型のヨーク、３はヨーク２に内蔵されたコイル、４はコイル３に接続されたリード線、５ａはヨーク２の内周に回転自在に設けられ、ロータ１と一体形成されたシャフト、５０ａはシャフト５ａの内径の一部が平面となったＤカット部で、被駆動軸（図示せず）に動力を伝達する部分である。６はロータ１の摩擦面に対して軸方向に所定の空隙ｇを有して配置された第２の摩擦面を有し、コイル３より発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、７はアマチュア６を弾性体であるスプリング８を介して支持し、シャフト５ａと回転自在に設けられたハブで、ギア７ａは、外部のギア（図示せず）と噛み合い、外部からの回転動力を伝達する。また、スプリング８は、リベット９によりそれぞれアマチュア６、ハブ７に固定されており、通常はアマチュア６を反ロータ１側に押圧している。１０は、ヨーク２に固定されたホルダー、１１はシャフト５ａの端面に設けられた止め輪である。
また、図２は、本実施の形態によるシャフト５ａを形成する帯状材を示す図、図３は、本実施の形態によるシャフト５ａを示す斜視図である。図において、１２はシャフト５ａの軸長Ａと同幅の帯状材で、例えば冷間圧延鋼板、５１ａは材料端面の継ぎ目である。
【００１０】
次に、本実施の形態による電磁連結装置の動作を説明する。電源（図示せず）より電圧をリード線４を介してコイル３に印加すると、図中点線で示す磁路に磁束が発生し、その吸引力によりアマチュア６はスプリング８の弾性力に打ち勝ってロータ１に吸引され、アマチュア６及びロータ１各々の摩擦面が接触する。このため、ギア７ａに伝達された動力は、ハブ７、スプリング８、アマチュア６、ロータ１、シャフト５ａ、Ｄカット部５０ａを通して負荷（図示せず）に伝達される。コイル３の電圧を取り去ると、磁束は消滅し、アマチュア６はスプリング８の弾性力により元の位置に戻り、ロータ１との空隙ｇが保たれ動力の伝達は無くなる。
【００１１】
本実施の形態による電磁連結装置のシャフト５ａは、図２に示すようなシャフト５ａの軸長Ａと同幅である帯状の冷間圧延鋼板を、マルチフォーミングマシンで環状に巻いて成形したもので、帯状材の継ぎ目５１ａをＤカット部５０ａに配置するものである。なお、シャフト５ａは、外径における帯状材の継ぎ目５１ａの段差が、規定の寸法以下になるように成形されている。
【００１２】
本実施の形態によれば、材料の歩留まりは１００％近くなり、省資源と共に材料費を大幅に削減でき、安価で大量生産が可能となる。このため、シャフト５ａのコストを従来の約半分程度にすることが可能である。さらに、動力伝達部分であるシャフト５ａ内径のＤカット部５０ａも、マルチフォーミングマシンにて製作できるため、従来の焼結材を使用していた時に問題となっていたＤカット部分の肉厚変動による強度不足も解消され、信頼性が大幅に向上する。
【００１３】
また、本実施の形態によるシャフト５ａの磁気特性は、図４に示すように、従来の焼結材によるシャフトに比べて約４０％高い値を示している。このため、シャフト５ａの厚みを従来の約６０％程度にすることが可能となり、電磁連結装置の小型化が実現する。さらに、シャフト５ａの外径が小さくなるため、ヨーク２との回転による周速も小さくできるため、寿命を向上させることが可能となる。
【００１４】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図、図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。図において、５ｂは本実施の形態によるシャフトで、上記実施の形態１と同様に、シャフト５ｂの軸長Ａと同幅である帯状の冷間圧延鋼板を環状に巻いて成形したものである。また、５０ｂはシャフト５ｂに設けられたＤカット部、５１ｂは材料端面の継ぎ目、５２は帯状材の継ぎ目５１ｂを含む外径の一部を平坦にしたフラット部である。なお、本実施の形態による電磁連結装置の構成及び動作は、上記実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００１５】
本実施の形態では、マルチフォーミングマシンにより帯状材を環状に巻いてシャフト５ｂを成型する際に、シャフト５ｂの外周に発生する継ぎ目５１ｂがヨーク２及びハブ７の摺動に影響しないように、シャフト５ｂの継ぎ目５１ｂを含む外径の、ヨーク２およびハブ７に対応する部分にフラット部５２を設けたものである。本実施の形態によれば、継ぎ目５１ｂ部分において段差が発生した場合でも、成形後に図６に示すＣの方向から圧を加えてフラット部５２を形成し、ヨーク２、ハブ７と継ぎ目５１ｂが接触しないようにしたので、ヨーク２及びハブ７の摺動に不良が発生することなく、信頼性の高い製品を得ることができる。また、フラット部５２があることにより、ヨーク２、ハブ７は間欠スリップとなり、安定した摩擦係数となり、摺動の寿命が長くなる効果がある。なお、フラット部５２はマルチフォーミングマシンで製作するときに折り込めば良く、コスト高になるものではない。
【００１６】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３である電磁連結装置のシャフトを示す断面図である。図において、５ｃは本実施の形態によるシャフトで、上記実施の形態１及び２と同様に、シャフト５ｃの軸長と同幅である帯状の冷間圧延鋼板を環状に巻いて成形したものである。また、５３は帯状素材から製品の展開図を作製するときに発生するプレスによる抜きだれ部、５４はせん断面、５５は破断面を示している。なお、本実施の形態による電磁連結装置の構成及び動作は、上記実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００１７】
本実施の形態では、上記実施の形態２と同様に、シャフト５ｃの外周に発生する継ぎ目５１ｃが、ヨーク２及びハブ７の摺動に影響しないように、帯状材をプレスした際の抜きだれ部５３をシャフト５ｃの外径側にすることにより、シャフト５ｃの外周には突起物等がなく、ヨーク１及びハブ７の摺動に不良が発生することはない。本実施の形態においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００１８】
実施の形態４．
図８は、本発明の実施の形態４である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図である。図において、５ｄは本実施の形態によるシャフトで、上記実施の形態１〜３と同様に、シャフト５ｄの軸長と同幅である帯状の冷間圧延鋼板を環状に巻いて成形したものである。また、５０ｄはシャフト５ｄに設けられたＤカット部、５１ｄは材料端面の継ぎ目、５６は継ぎ目５１ｄの一部に設けられたスリットである。また、図９、図１０は本実施の形態による電磁連結装置のロータを示す断面図及び平面図である。図において、１ａは本実施の形態によるロータ、１３はロータ１ａの内径に設けられ、シャフト５ｄのスリット５６に嵌合される凸部である。なお、本実施の形態による電磁連結装置の構成及び動作は、上記実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００１９】
本実施の形態による電磁連結装置のシャフト５ｄは、帯状材の継ぎ目５１ｄの一部にスリット５６を有し、このスリット５６をロータ１ａの内径に設けられた凸部１３に嵌合し、シャフト５ｄとロータ１ａが結合するようにしたので、動力伝達を確実に行うことができ、信頼性が大幅に向上すると共に、簡単な工程で安価に製作することが可能である。
【００２０】
実施の形態５．
図１１は、本発明の実施の形態５である電磁連結装置の構成を示す部分断面図、図１２は本実施の形態によるシャフトを示す斜視図、図１３、図１４は本実施の形態によるロータを示す部分断面図及び部分平面図である。図において、５ｅは本実施の形態によるシャフトで、上記実施の形態１〜４と同様に、シャフト５ｅの軸長と同幅である帯状の冷間圧延鋼板を環状に巻いて成形したもので、５０ｅはシャフト５ｅの内径および外径共にＤカットされた平面を有するＤカット部、５１ｅは材料端面の継ぎ目である。また、１ｂは本実施の形態によるロータであり、内径の一部を平坦にしたフラット部１４を有し、このフラット部１４をシャフト５ｅのＤカット部５０ｅに嵌合させて、ロータ１ｂとシャフト５ｅを結合させたものである。
【００２１】
本実施の形態では、シャフト５ｅのＤカット部５０ｅを利用してロータ１ｂに動力伝達を行うようにしたので、上記実施の形態４と同様に、動力伝達を確実に行うことができ、信頼性が大幅に向上すると共に、簡単な工程で安価に製作することが可能である。さらに、Ｄカット部５０ｅの継ぎ目５１ｅは、ヨーク２の摺動部とは直接当接しないので、継ぎ目５１ｅの精度は低くてもよく、生産工程の歩留まりを向上させることができる。
【００２２】
実施の形態６．
図１５は、本発明の実施の形態６である電磁連結装置の構成を示す部分断面図、図１６、図１７及び図１８は、本実施の形態によるシャフトを示す部分断面図である。図において、５ｆは本実施の形態によるシャフトで、上記実施の形態１〜５と同様に、シャフト５ｆの軸長と同幅である帯状の冷間圧延鋼板を環状に巻いて成形したものである。また、５０ｆはシャフト５ｆに設けられたＤカット部、５７はシャフト５ｆの端面に設けられた折り曲げ可能なアームで、本実施の形態では４箇所に設けたが、少なくとも１箇所以上に設ければ良い。
【００２３】
本実施の形態では、図１６に示すように、シャフト５ｆの端面を切り起こしてアーム５７を作製し、ロータ１をシャフト５ｆに挿入した後、アマチュア６と一体となったハブ７を挿入し、その後、アーム５７を図１７及び図１８に示すようにシャフト５ｆの外径側に折り曲げ、シャフト５ｆとハブ７を回転自在に結合したものである。本実施の形態によれば、従来使用されていた止め輪を廃止することができ、部品点数が削減される。また、止め輪が無くなるため、軸方向の寸法を縮小することが可能である。さらに、シャフト５ｆのアーム５７を折り曲げる作業は、プレスで容易に行えるため、従来の手作業で止め輪を挿入する作業よりも効率が良く、安価に製作することができる。
【００２４】
なお、上記実施の形態１〜６では、クラッチについて説明したが、ロータを固定して、ブレーキとして使用した電磁連結装置であっても同様の効果が得られる。さらに、上記実施の形態１〜６による電磁連結装置は、主にＯＡ機器用として説明したが、本発明は一般の産業機械用の電磁連結装置または制動装置としても応用できることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、電磁連結装置のシャフトを、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形するようにしたので、高い歩留まりで安価な製品を大量に製作することが可能である。
【００２６】
また、帯状材として、磁気特性の高い冷間圧延鋼板を用いたので、シャフトの薄肉化が可能となり、電磁連結装置の小型化が図られ、さらに、シャフトの外径が小さくなるため、ヨークとの回転による周速も小さくできるため、寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である電磁連結装置の構成を示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１である電磁連結装置のシャフトの素材である帯状材を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１である電磁連結装置のシャフトの磁気特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２である電磁連結装置のシャフトを示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３である電磁連結装置のシャフトを示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態４である電磁連結装置のロータを示す部分断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４である電磁連結装置のロータを示す部分平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態５である電磁連結装置の構成を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５である電磁連結装置のシャフトを示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態５である電磁連結装置のロータを示す部分断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態５である電磁連結装置のロータを示す部分平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態６である電磁連結装置の構成を示す部分断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態６である電磁連結装置のシャフトを示す部分断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態６である電磁連結装置のシャフトを示す部分断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態６である電磁連結装置のシャフトを示す部分断面図である。
【図１９】従来の電磁連結装置の構成を示す部分断面図である。
【図２０】従来の電磁連結装置のシャフトを示す断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂロータ、２ヨーク、３コイル、４リード線、
５、５ａ〜５ｆ、シャフト、６アマチュア、７ハブ、７ａギア、
８スプリング、９リベット、１０ホルダー、１１止め輪、
１２フープ材、１３凸部、１４フラット部、
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｄ、５０ｅＤカット部、
５１ａ〜５１ｅ継ぎ目、５２フラット部、５３抜きだれ部、
５４せん断面、５５破断面、５６スリット、５７アーム。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a micro electromagnetic coupling device used in office automation equipment, particularly a copying machine.
[0002]
[Prior art]
FIG. 19 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a conventional electromagnetic coupling device, and FIG. 20 is a cross-sectional view showing a shaft of the conventional electromagnetic coupling device. In the figure, 1 is a rotor having a first friction surface on the bottom surface of a cylindrical portion, 2 is a U-shaped yoke provided inside the cylindrical portion of the rotor, 3 is a coil built in the yoke 2, and 4 is a coil. The lead wire 5 connected to 3 is rotatably provided on the inner periphery of the yoke 2 and is a shaft integrally formed with the rotor 1, 50 is a D-cut portion in which a part of the inner diameter of the shaft 5 is a flat surface, This is a portion that transmits power to a driven shaft (not shown). 6 has a second friction surface arranged with a predetermined gap g in the axial direction relative to the friction surface of the rotor 1, and 7 is an armature that is moved in the axial direction by the magnetic flux generated from the coil 3. A hub 7 that supports the amateur 6 via an elastic spring 8 and is rotatably provided with the shaft 5 engages with an external gear (not shown), and transmits rotational power from the outside. . The spring 8 is fixed to the armature 6 and the hub 7 by rivets 9, respectively, and normally presses the armature 6 toward the side opposite to the rotor 1. Reference numeral 10 denotes a holder fixed to the yoke 2, and 11 denotes a retaining ring provided on the end surface of the shaft 5.
[0003]
Next, the operation of the conventional electromagnetic coupling device will be described. When a voltage is applied from the power source (not shown) to the coil 3 via the lead wire 4, a magnetic flux is generated in the magnetic path indicated by the dotted line in the figure, and the armature 6 overcomes the elastic force of the spring 8 by the attractive force. 1, the armature 6 comes into contact with the rotor 1. For this reason, the motive power transmitted to the gear 7a is transmitted to the load (not shown) through the hub 7, the spring 8, the armature 6, the rotor 1, the shaft 5, and the D-cut portion 50. When the voltage of the coil 3 is removed, the magnetic flux disappears, the armature 6 returns to its original position by the elastic force of the spring 8, the gap g with the rotor 1 is maintained, and the transmission of power is lost.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional electromagnetic coupling device configured as described above, the shaft 5 is often manufactured using a ferrous sintered material that allows magnetic flux to pass through and can be manufactured at low cost. When the electromagnetic coupling device is used for a copying machine or the like, it is particularly required to manufacture a small product having a small outer diameter at a low cost. However, the sintered material used as the material of the conventional shaft 5 has poor magnetic permeability because of the presence of bubbles inside, and it has been necessary to increase the thickness to make it easier to pass magnetism to compensate for this. . For this reason, it is necessary to increase the outer diameter of the shaft 5 and ensure the cross-sectional area. This increases the peripheral speed of the sliding portion with the yoke 2, shortens the service life, and also increases the outer diameter of the yoke 2 and the outer diameter of the rotor 1, thereby increasing the outer diameter of the entire product. There was a problem.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a small-sized, long-life and inexpensive electromagnetic coupling device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An electromagnetic coupling device according to the present invention includes a rotor having a first friction surface on the bottom surface of a cylindrical portion, a coil built in a yoke provided inside the cylindrical portion of the rotor, and a rotatable portion provided on the inner periphery of the yoke. A shaft fixed to the rotor, a second friction surface disposed with a predetermined gap in the axial direction with respect to the friction surface of the rotor, and axially by a magnetic flux generated from the coil. The armature to be moved, the armature is supported through an elastic body, and is provided with a hub that is rotatably provided with the shaft and to which the rotational power from the outside is transmitted. The ring-shaped material is formed by winding the material in a ring shape, and has a D-cut portion in which a part of the inner diameter of the annular belt-shaped material is flat, and the portion corresponding to the yoke and hub of the outer shape including the seam of the annular belt-shaped material is flat. What .
[0007]
A rotor having a first friction surface on the bottom surface of the cylindrical portion; a coil built in a yoke provided inside the cylindrical portion of the rotor; and a rotor provided rotatably on the inner periphery of the yoke and fixed to the rotor. An arm that has a second friction surface arranged with a predetermined gap in the axial direction relative to the friction surface of the rotor, and is moved in the axial direction by a magnetic flux generated by the coil, Is provided with a hub that is rotatably provided with the shaft and to which rotational power from the outside is transmitted, and the shaft is formed by annularly winding a belt-like material having the same width as the shaft length. In addition, the annular band-shaped material has a D-cut portion in which a part of the inner diameter is a flat surface, and the extracted portion when the band-shaped material is pressed in an annular shape is the outer side.
[0008]
A rotor having a first friction surface on the bottom surface of the cylindrical portion; a coil built in a yoke provided inside the cylindrical portion of the rotor; and a rotor provided rotatably on the inner periphery of the yoke and fixed to the rotor. An arm that has a second friction surface arranged with a predetermined gap in the axial direction relative to the friction surface of the rotor, and is moved in the axial direction by a magnetic flux generated by the coil, Is provided with a hub that is rotatably provided with the shaft and to which rotational power from the outside is transmitted, and the shaft is formed by annularly winding a belt-like material having the same width as the shaft length. A part of the inner diameter of the annular band material is a flat D-cut portion, a slit is provided at a part of the seam of the annular band material, and the slit is provided on the inner diameter of the rotor. der those fitted to the .
[0009]
[Form of inventions of implementation]
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a configuration of an electromagnetic coupling device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is a rotor having a first friction surface on the bottom surface of a cylindrical portion, 2 is a U-shaped yoke provided inside the cylindrical portion of the rotor, 3 is a coil built in the yoke 2, and 4 is a coil. 3, a lead wire 5a is rotatably provided on the inner periphery of the yoke 2, a shaft integrally formed with the rotor 1, 50a is a D-cut portion in which a part of the inner diameter of the shaft 5a is flat, This is a portion that transmits power to a driven shaft (not shown). 6 has a second friction surface arranged with a predetermined gap g in the axial direction relative to the friction surface of the rotor 1, and 7 is an armature that is moved in the axial direction by the magnetic flux generated from the coil 3. A hub 7 that supports the amateur 6 via an elastic spring 8 and is rotatably provided with the shaft 5a is engaged with an external gear (not shown) to transmit rotational power from the outside. . The spring 8 is fixed to the armature 6 and the hub 7 by rivets 9, respectively, and normally presses the armature 6 toward the side opposite to the rotor 1. Reference numeral 10 denotes a holder fixed to the yoke 2, and 11 denotes a retaining ring provided on an end surface of the shaft 5a.
FIG. 2 is a diagram showing a strip-like material forming the shaft 5a according to the present embodiment, and FIG. 3 is a perspective view showing the shaft 5a according to the present embodiment. In the figure, 12 is a belt-like material having the same width as the axial length A of the shaft 5a, for example, a cold-rolled steel plate, and 51a is a seam of the material end face.
[0010]
Next, the operation of the electromagnetic coupling device according to this embodiment will be described. When a voltage is applied from the power source (not shown) to the coil 3 via the lead wire 4, a magnetic flux is generated in the magnetic path indicated by the dotted line in the figure, and the armature 6 overcomes the elastic force of the spring 8 by the attractive force. 1, the friction surfaces of the armature 6 and the rotor 1 come into contact with each other. For this reason, the motive power transmitted to the gear 7a is transmitted to a load (not shown) through the hub 7, the spring 8, the armature 6, the rotor 1, the shaft 5a, and the D-cut portion 50a. When the voltage of the coil 3 is removed, the magnetic flux disappears, the armature 6 returns to its original position by the elastic force of the spring 8, the gap g with the rotor 1 is maintained, and the transmission of power is lost.
[0011]
The shaft 5a of the electromagnetic coupling device according to the present embodiment is formed by winding a belt-shaped cold-rolled steel plate having the same width as the axial length A of the shaft 5a as shown in FIG. The belt-like material seam 51a is arranged in the D-cut portion 50a. The shaft 5a is formed such that the step of the seam 51a of the belt-like material at the outer diameter is not more than a specified dimension.
[0012]
According to the present embodiment, the yield of the material is nearly 100%, the material cost can be greatly reduced along with resource saving, and mass production is possible at a low cost. For this reason, the cost of the shaft 5a can be reduced to about half of the conventional cost. Furthermore, since the D-cut portion 50a having the inner diameter of the shaft 5a, which is a power transmission portion, can also be manufactured by a multi-forming machine, it is caused by fluctuations in the thickness of the D-cut portion, which was a problem when using a conventional sintered material. Insufficient strength is resolved, and reliability is greatly improved.
[0013]
Further, as shown in FIG. 4, the magnetic characteristic of the shaft 5a according to the present embodiment is about 40% higher than that of the conventional sintered material shaft. For this reason, the thickness of the shaft 5a can be reduced to about 60% of the conventional thickness, and the electromagnetic coupling device can be downsized. Furthermore, since the outer diameter of the shaft 5a is reduced, the peripheral speed due to the rotation with the yoke 2 can be reduced, so that the life can be improved.
[0014]
Embodiment 2. FIG.
5 is a perspective view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. In the figure, reference numeral 5b denotes a shaft according to the present embodiment, which is formed by winding a belt-shaped cold-rolled steel plate having the same width as the axial length A of the shaft 5b in the same manner as in the first embodiment. Reference numeral 50b denotes a D-cut portion provided on the shaft 5b, 51b denotes a seam of the material end face, and 52 denotes a flat portion obtained by flattening a part of the outer diameter including the belt-like material seam 51b. In addition, since the structure and operation | movement of the electromagnetic coupling device by this Embodiment are the same as that of the said Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.
[0015]
In the present embodiment, when the shaft 5b is formed by winding a belt-like material in an annular shape by a multi-forming machine, the shaft 51b is not affected by the joint 51b generated on the outer periphery of the shaft 5b. A flat portion 52 is provided at a portion corresponding to the yoke 2 and the hub 7 of the outer diameter including the seam 51b of 5b. According to the present embodiment, even when a step occurs at the joint 51b, the flat portion 52 is formed by applying pressure from the direction C shown in FIG. 6 after molding, and the yoke 2, the hub 7 and the joint 51b are in contact with each other. Therefore, a product with high reliability can be obtained without causing a defect in sliding of the yoke 2 and the hub 7. Further, since the flat portion 52 is provided, the yoke 2 and the hub 7 are intermittently slipped, so that a stable friction coefficient is obtained and the sliding life is increased. In addition, the flat part 52 should just be folded when manufacturing with a multi-forming machine, and does not become high in cost.
[0016]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, 5c is a shaft according to the present embodiment, and is formed by annularly winding a strip-shaped cold-rolled steel plate having the same width as the shaft length of the shaft 5c, as in the first and second embodiments. . Reference numeral 53 denotes a punched-out portion generated when a product is developed from a strip-shaped material, 54 is a sheared surface, and 55 is a fracture surface. In addition, since the structure and operation | movement of the electromagnetic coupling device by this Embodiment are the same as that of the said Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.
[0017]
In the present embodiment, as in the second embodiment, the seam 51 c generated on the outer periphery of the shaft 5 c does not affect the sliding of the yoke 2 and the hub 7, and the extracted portion when the strip is pressed By setting 53 to the outer diameter side of the shaft 5c, there are no protrusions on the outer periphery of the shaft 5c, and there is no problem with the sliding of the yoke 1 and the hub 7. Also in the present embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
[0018]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a perspective view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, 5d is a shaft according to the present embodiment, which is formed by annularly winding a strip-shaped cold rolled steel sheet having the same width as the shaft length of the shaft 5d, as in the first to third embodiments. . 50d is a D-cut portion provided on the shaft 5d, 51d is a seam of the material end face, and 56 is a slit provided at a part of the seam 51d. 9 and 10 are a sectional view and a plan view showing the rotor of the electromagnetic coupling device according to the present embodiment. In the figure, 1a is a rotor according to the present embodiment, and 13 is a convex portion provided on the inner diameter of the rotor 1a and fitted into the slit 56 of the shaft 5d. In addition, since the structure and operation | movement of the electromagnetic coupling device by this Embodiment are the same as that of the said Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.
[0019]
The shaft 5d of the electromagnetic coupling device according to the present embodiment has a slit 56 in a part of the belt-like material seam 51d, and the slit 56 is fitted to the convex portion 13 provided on the inner diameter of the rotor 1a. And the rotor 1a can be coupled to each other, so that power transmission can be reliably performed, reliability can be greatly improved, and a simple process can be manufactured at low cost.
[0020]
Embodiment 5 FIG.
11 is a partial cross-sectional view showing a configuration of an electromagnetic coupling device according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 12 is a perspective view showing a shaft according to the present embodiment, and FIGS. 13 and 14 are rotors according to the present embodiment. It is the fragmentary sectional view and partial plan view which show. In the figure, 5e is a shaft according to the present embodiment, and like the first to fourth embodiments, a belt-shaped cold-rolled steel sheet having the same width as the shaft length of the shaft 5e is annularly wound and formed. Reference numeral 50e denotes a D-cut portion having a plane which is D-cut for both the inner diameter and the outer diameter of the shaft 5e, and 51e denotes a joint of the material end faces. Reference numeral 1b denotes a rotor according to the present embodiment, which has a flat portion 14 having a partly flat inner diameter. The flat portion 14 is fitted to a D-cut portion 50e of the shaft 5e, so that the rotor 1b and the shaft are fitted. This is a combination of 5e.
[0021]
In the present embodiment, since the power transmission is performed to the rotor 1b using the D-cut portion 50e of the shaft 5e, the power transmission can be reliably performed as in the fourth embodiment, and the reliability is ensured. Can be improved at a low cost by a simple process. Furthermore, since the seam 51e of the D-cut portion 50e does not directly contact the sliding portion of the yoke 2, the accuracy of the seam 51e may be low, and the production process yield can be improved.
[0022]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing a configuration of an electromagnetic coupling device according to a sixth embodiment of the present invention, and FIGS. 16, 17 and 18 are partial cross-sectional views showing a shaft according to the present embodiment. In the figure, 5f is a shaft according to the present embodiment, which is formed by annularly winding a belt-shaped cold-rolled steel plate having the same width as the shaft length of the shaft 5f, as in the first to fifth embodiments. . Further, 50f is a D-cut portion provided on the shaft 5f, and 57 is a foldable arm provided on the end surface of the shaft 5f. In this embodiment, the arm is provided at four locations. good.
[0023]
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, the end surface of the shaft 5f is cut and raised to produce the arm 57, and after inserting the rotor 1 into the shaft 5f, the hub 7 integrated with the amateur 6 is inserted, Thereafter, the arm 57 is bent to the outer diameter side of the shaft 5f as shown in FIGS. 17 and 18, and the shaft 5f and the hub 7 are rotatably coupled. According to the present embodiment, the conventionally used retaining ring can be eliminated, and the number of parts is reduced. In addition, since the retaining ring is eliminated, the axial dimension can be reduced. Furthermore, since the operation of bending the arm 57 of the shaft 5f can be easily performed by a press, it is more efficient than the conventional operation of manually inserting the retaining ring and can be manufactured at a low cost.
[0024]
In the first to sixth embodiments, the clutch has been described. However, the same effect can be obtained even with an electromagnetic coupling device in which the rotor is fixed and used as a brake. Furthermore, although the electromagnetic coupling devices according to the first to sixth embodiments have been mainly described for OA equipment, it goes without saying that the present invention can also be applied as an electromagnetic coupling device or a braking device for general industrial machines.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the shaft of the electromagnetic coupling device is formed by winding the strip material having the same width as the axial length in a ring shape, so that a large amount of inexpensive products can be manufactured with a high yield. It is possible.
[0026]
Moreover, since a cold-rolled steel plate having high magnetic properties is used as the belt-like material, the shaft can be thinned, the electromagnetic coupling device can be miniaturized, and the outer diameter of the shaft can be reduced. Since the peripheral speed due to the rotation can be reduced, the life can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of an electromagnetic coupling device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a belt-like material that is a material of a shaft of the electromagnetic coupling device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a shaft of the electromagnetic coupling device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing the magnetic characteristics of the shaft of the electromagnetic coupling device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a rotor of an electromagnetic coupling device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a partial plan view showing a rotor of an electromagnetic coupling device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of an electromagnetic coupling device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a partial sectional view showing a rotor of an electromagnetic coupling device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a partial plan view showing a rotor of an electromagnetic coupling device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a partial sectional view showing a configuration of an electromagnetic coupling device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a partial sectional view showing a shaft of an electromagnetic coupling device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a conventional electromagnetic coupling device.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a shaft of a conventional electromagnetic coupling device.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b rotor, 2 yoke, 3 coil, 4 lead wire,
5, 5a-5f, shaft, 6 amateur, 7 hub, 7a gear,
8 springs, 9 rivets, 10 holders, 11 retaining rings,
12 hoop material, 13 convex part, 14 flat part,
50, 50a, 50b, 50d, 50e D cut part,
51a-51e seam, 52 flat part, 53 extraction part,
54 shear plane, 55 fracture surface, 56 slits, 57 arms.

Claims

筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、
上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、
上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、
上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、
上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、
上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記環状帯状材の継ぎ目を含む外形の上記ヨークおよびハブに対応する部分を平坦にしたことを特徴とする電磁連結装置。A rotor having a first friction surface on the bottom surface of the cylindrical portion;
A coil built in a yoke provided inside the cylindrical portion of the rotor,
A shaft rotatably provided on the inner periphery of the yoke and fixed to the rotor;
An amateur having a second friction surface arranged with a predetermined gap in the axial direction with respect to the friction surface of the rotor, and being moved in the axial direction by a magnetic flux generated from the coil;
The armature is supported through an elastic body, and provided with a hub that is rotatably provided with the shaft and to which rotational power from the outside is transmitted.
The shaft is formed by annularly winding a belt-like material having the same width as the axial length thereof, and has a D-cut portion in which a part of the inner diameter of the annular belt-like material is a flat surface, and includes a seam of the annular belt-like material. An electromagnetic coupling device characterized in that a portion of the outer shape corresponding to the yoke and hub is flattened.

筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、
上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、
上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、
上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、
上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、
上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記帯状材を環状にプレスした際の抜きだれ部を外形側としたことを特徴とする電磁連結装置。A rotor having a first friction surface on the bottom surface of the cylindrical portion;
A coil built in a yoke provided inside the cylindrical portion of the rotor,
A shaft rotatably provided on the inner periphery of the yoke and fixed to the rotor;
An armature having a second friction surface arranged with a predetermined gap in the axial direction relative to the friction surface of the rotor, and being moved in the axial direction by a magnetic flux generated from the coil;
The armature is supported through an elastic body, provided rotatably with the shaft, and provided with a hub to which rotational power from the outside is transmitted,
The shaft is formed by annularly winding a band-shaped material having the same width as the axial length thereof, and has a D-cut portion in which a part of the inner diameter of the annular band-shaped material is flat, and the band-shaped material is pressed in an annular shape. An electromagnetic coupling device characterized in that the drawn-out portion at the end is on the outer side.

筒部の底面に第１の摩擦面を有するロータ、
上記ロータの筒部内部に設けられたヨークに内蔵されたコイル、
上記ヨークの内周に回転自在に設けられ、上記ロータに固定されたシャフト、
上記ロータの摩擦面に対して軸方向に所定の空隙を有して配置された第２の摩擦面を有し、上記コイルより発生する磁束によって軸方向に移動されるアマチュア、
上記アマチュアを弾性体を介して支持し、上記シャフトと回転自在に設けられ、外部からの回転動力が伝達されるハブを備え、
上記シャフトは、その軸長と同幅の帯状材を環状に巻いて成形され、この環状帯状材の内径の一部が平面となったＤカット部を有し、上記環状帯状材の継ぎ目の一部にスリットを設け、このスリットを上記ロータの内径に設けられた凸部に嵌合させたことを特徴とする電磁連結装置。 A rotor having a first friction surface on the bottom surface of the cylindrical portion;
A coil built in a yoke provided inside the cylindrical portion of the rotor,
A shaft rotatably provided on the inner periphery of the yoke and fixed to the rotor;
An armature having a second friction surface arranged with a predetermined gap in the axial direction relative to the friction surface of the rotor, and being moved in the axial direction by a magnetic flux generated from the coil;
The armature is supported through an elastic body, provided rotatably with the shaft, and provided with a hub to which rotational power from the outside is transmitted,
The shaft is formed by annularly winding a band-shaped material having the same width as the axial length thereof, and has a D-cut portion in which a part of the inner diameter of the annular band-shaped material is a flat surface. part slits provided in the electromagnetic coupling equipment, characterized in that the slit is fitted into the convex portion provided on the inner diameter of the rotor.