(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024066715
(43)【公開日】2024-05-16
(54)【発明の名称】電磁クラッチ
(51)【国際特許分類】
F16D 27/112 20060101AFI20240509BHJP
【ＦＩ】
F16D27/112 U
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022176335
(22)【出願日】2022-11-02
(71)【出願人】
【識別番号】000002059
【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100137486
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 雅直
(74)【代理人】
【識別番号】100129377
【弁理士】
【氏名又は名称】瀬川 耕司
(72)【発明者】
【氏名】桑原 秀明
(57)【要約】 （修正有）
【課題】入力シャフトが高速で回転駆動される場合でも、樹脂と樹脂とが摺動する第１摺動面が高温になり溶解してしまうのを防止する。
【解決手段】本発明の電磁クラッチは、モータにより回転駆動される入力シャフトと一体的に回転する樹脂製の中継シャフトと、入力シャフトと一体的に回転するロータと、中継シャフトの外周側に配置され、ロータに対して密着または離間させられるアーマチュアを有する樹脂製のカップリングと、中継シャフトとカップリングとが摺動する第１摺動面に対して空気を供給する空気供給手段とを備える。
【選択図】図５
【解決手段】本発明の電磁クラッチは、モータにより回転駆動される入力シャフトと一体的に回転する樹脂製の中継シャフトと、入力シャフトと一体的に回転するロータと、中継シャフトの外周側に配置され、ロータに対して密着または離間させられるアーマチュアを有する樹脂製のカップリングと、中継シャフトとカップリングとが摺動する第１摺動面に対して空気を供給する空気供給手段とを備える。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動手段により回転駆動される入力シャフトと一体的に回転する樹脂製の中継シャフトと、
前記入力シャフトと一体的に回転するロータと、
前記中継シャフトの外周側に配置され、前記ロータに対して密着または離間させられるアーマチュアを有する樹脂製の回転伝達部材と、
前記中継シャフトと前記回転伝達部材とが摺動する第１摺動面に対して空気を供給する空気供給手段とを備えることを特徴とする電磁クラッチ。
前記入力シャフトと一体的に回転するロータと、
前記中継シャフトの外周側に配置され、前記ロータに対して密着または離間させられるアーマチュアを有する樹脂製の回転伝達部材と、
前記中継シャフトと前記回転伝達部材とが摺動する第１摺動面に対して空気を供給する空気供給手段とを備えることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項2】
前記空気供給手段は、前記中継シャフトの外周面から前記第１摺動面まで貫通する複数の貫通溝と、隣接した２つの前記貫通溝間に形成される羽部と、前記貫通溝と連通し且つ前記中継シャフトの端面に形成される吸気穴とを有していることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
【請求項3】
前記吸気穴は、前記第１摺動面よりも前記入力シャフトの回転軸側において前記貫通溝と連通することを特徴とする請求項２に記載の電磁クラッチ。
【請求項4】
前記中継シャフトに回転自在に嵌合されて前記ロータとともに磁路を形成するヨークを備え、
前記ヨークは、軸受を介して前記ロータの外周に嵌合されており、
前記空気供給手段により前記第１摺動面に対して供給された空気は、その後、前記ロータと前記軸受とが摺動する第２摺動面に対して供給されることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の電磁クラッチ。
前記ヨークは、軸受を介して前記ロータの外周に嵌合されており、
前記空気供給手段により前記第１摺動面に対して供給された空気は、その後、前記ロータと前記軸受とが摺動する第２摺動面に対して供給されることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の電磁クラッチ。
【請求項5】
前記中継シャフト及び前記回転伝達部材は、スーパーエンジニアリングプラスチックで形成されることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電磁クラッチに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の電磁クラッチとして、軸に固定されたロータに対して密着または離間させられる結合部材を有する駆動部材と、軸に回転自在に嵌合されてロータとともに磁路を形成するヨークと、ヨークに取り付けられた励磁コイルとを有するものが一般的である（例えば特許文献１参照）。その電磁クラッチでは、励磁コイルに電流を供給して結合部材をロータに吸着させてロータとヨークとが固定され、励磁コイルへの電流の供給を停止することによりロータとヨークとの結合を切り離される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００３－９７５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の電磁クラッチと同様の電磁クラッチ８０１としては、図１４に示されるように、入力シャフト２に固定された中継シャフト８０３と、中継シャフト８０３にハブ５を介して固定されたロータ６と、ロータ６に対して密着または離間させられるアーマチュア１０を有するカップリング８と、中継シャフト８０３に回転自在に嵌合されてロータ６とともに磁路を形成するヨーク１１と、ヨーク１１に取り付けられたボビン１２に励磁コイル１６を巻き付けてなる電磁石１８（励磁装置）とを有するものがある。ヨーク１１は、その内周面に固定された軸受１１ａ、１１ｂを介してロータ６の外周に配置される。
【0005】
電磁クラッチ８０１において、中継シャフト８０３及びカップリング８は、樹脂で形成される。そのため、電磁クラッチ８０１において、カップリング８がロータ６から切り離されている場合、樹脂製の中継シャフト８０３と樹脂製のカップリング８とが摺動する。樹脂と樹脂とが摺動する第１摺動面Ｎ１では、樹脂の熱伝導率が低く摩擦熱が逃げ難いため、摺動速度が高速の場合には、高温になり第１摺動面Ｎ１が溶解する問題がある。
【0006】
また、電磁クラッチ８０１において、ロータ６は、鋼で形成され、軸受１１ａ、１１ｂは、樹脂で形成される。そのため、電磁クラッチ８０１において、鋼製のロータ６と樹脂製の軸受１１ａ、１１ｂとが摺動する。鋼と樹脂とが摺動する第２摺動面Ｎ２では、鋼側の熱伝導率が高く摩擦熱が逃げやすいが、樹脂の熱伝導率が低く摩擦熱が逃げ難いため、摺動速度が非常に高速の場合には、高温になり第２摺動面が溶解する問題がある。
【0007】
本発明は、樹脂と樹脂とが摺動する第１摺動面が溶解してしまうのを防止できる電磁クラッチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【0009】
すなわち、本発明の電磁クラッチは、駆動手段により回転駆動される入力シャフトと一体的に回転する樹脂製の中継シャフトと、前記入力シャフトと一体的に回転するロータと、前記中継シャフトの外周側に配置され、前記ロータに対して密着または離間させられるアーマチュアを有する樹脂製の回転伝達部材と、前記中継シャフトと前記回転伝達部材とが摺動する第１摺動面に対して空気を供給する空気供給手段とを備えることを特徴とする。
【0010】
このようにすると、樹脂製の中継シャフトと樹脂製の回転伝達部材とが摺動する第１摺動面に対して空気が供給される。そのため、入力シャフトが高速で回転駆動される場合でも、樹脂と樹脂とが摺動する第１摺動面が、高温になり溶解してしまうのを防止することができる。
【0011】
本発明の電磁クラッチにおいて、前記空気供給手段は、前記中継シャフトの外周面から前記第１摺動面まで貫通する複数の貫通溝と、隣接した２つの前記貫通溝間に形成される羽部と、前記貫通溝と連通し且つ前記中継シャフトの端面に形成される吸気穴とを有していることを特徴とする。
【0012】
このように構成すると、空気を第１摺動面に対して容易に供給することができる。
【0013】
本発明の電磁クラッチにおいて、前記吸気穴は、前記第１摺動面よりも前記入力シャフトの回転軸側において前記貫通溝と連通することを特徴とする。
【0014】
このように構成すると、吸気穴を中継シャフトに形成することで、中継シャフトの強度が低下するのを防止することができる。
【0015】
本発明の電磁クラッチにおいて、前記中継シャフトに回転自在に嵌合されて前記ロータとともに磁路を形成するヨークを備え、前記ヨークは、軸受を介して前記ロータの外周に嵌合されており、前記空気供給手段により前記第１摺動面に対して供給された空気は、その後、前記ロータと前記軸受とが摺動する第２摺動面に対して供給されることを特徴とする。
【0016】
このように構成すると、鋼製のロータと樹脂製の軸受とが摺動する第２摺動面に対して空気が供給される。そのため、入力シャフトが非常に高速で回転駆動される場合でも、鋼と樹脂とが摺動する第２摺動面が、高温になり溶解してしまうのを防止することができる。
【0017】
本発明の電磁クラッチにおいて、前記中継シャフト及び前記回転伝達部材は、スーパーエンジニアリングプラスチックで形成されることを特徴とする。
【0018】
このように構成すると、樹脂製の中継シャフト及び樹脂製の回転伝達部材を融点の高いスーパーエンジニアリングプラスチックで形成することで、入力シャフトが高速で回転駆動される場合でも、樹脂と樹脂とが摺動する第１摺動面が、高温になり溶解してしまうのをより防止することができる。
【発明の効果】
【0019】
以上説明した本発明によれば、入力シャフトが高速で回転駆動される場合でも、樹脂と樹脂とが摺動する第１摺動面が、非常に高温になり溶解してしまうのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施形態に係る電磁クラッチ１の断面図である。
【図13】ハブ５の外周面とロータ６の内周面との間に凹溝５Ｎを形成した場合を示す図である。
【図14】従来の電磁クラッチ８０１の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係る電磁クラッチ１の構成は、中継シャフト３の構成を除いて、従来の電磁クラッチ８０１の構成と略同一である。
【0022】
本実施形態に係る電磁クラッチ１は、図１に示されるように、入力シャフト２に固定された中継シャフト３と、中継シャフト３にハブ５を介して固定されたロータ６と、ロータ６に対して密着または離間させられるアーマチュア１０を有するカップリング８と、中継シャフト３に回転自在に嵌合されてロータ６とともに磁路を形成するヨーク１１と、ヨーク１１に取り付けられたボビン１２に励磁コイル１６を巻き付けてなる電磁石１８（励磁装置）とを備えている。
【0023】
本実施形態の電磁クラッチ１は、例えば自動車のドア等の開閉装置に用いられる。そのため、電磁クラッチ１の使用環境は、－３０℃～８０℃、５０００～２００００ｒｐｍ（２～８ｍ／ｓ）と摺動速度が非常に大きい。
【0024】
入力シャフト２は、鋼で形成された略円柱形状の部材であり、モータ２ａ（駆動手段）により回転駆動される。中継シャフト３は、樹脂で形成された略筒形状の部材であり、入力シャフト２の外周面に嵌合固定される。中継シャフト３は、入力シャフト２と一体的に回転する。
【0025】
ハブ５は、鋼で形成された略円筒形状の部材であり、中継シャフト３を内部に貫通させる貫通孔５ａと、その軸方向の一端から半径方向外方に延びる鍔部５ｂと有している。ハブ５は、中継シャフト３の外周面に嵌合固定されるとともに、ロータ６の円筒状部分６ａの中央孔６ｎに嵌合させられる。ハブ５は、入力シャフト２、中継シャフト３及びロータ６と一体的に回転する。
【0026】
ロータ６は、鋼で形成された略有底円筒状の部材である。ロータ６は、磁性材料からなり、円筒状部分６ａと、円筒状部分６ａから外方に向かって延びる板状部６ｂと、板状部６ｂの外周縁に一体的に形成された円筒状部分６ｃとを有している。ロータ６の円筒状部分６ａは、ハブ５の外周に配置され、板状部６ｂは、アーマチュア１０に対向するように配置される。
【0027】
ロータ６は、電磁石１８の一端を覆うように配置されている。ロータ６は、電磁石１８が作動させられたときに磁路を形成するように構成されているとともに、板状部６ｂに形成した切欠部６ｎから、アーマチュア１０に向けて磁束を分流させるように構成されている。
【0028】
カップリング８は、樹脂で形成された略有底円筒状の部材である。カップリング８の円筒状部分８ａは、非磁性材料からなり、ロータ６を覆うように配置されている。円筒状部分８ａの外周縁には、軸線方向に突出するボス部８ｂが一体的に設けられる。
【0029】
円筒状部分８ａのロータ６側の面には、アーマチュア１０が、バネ（図示省略）によって軸線方向に沿って円筒状部分８ａに向かう方向に付勢された状態でカップリング８に取り付けられている。カップリング８は、アーマチュア１０を軸方向に移動可能且つアーマチュア１０を一体回転可能に保持している。
【0030】
カップリング８の外周部には、外部の装置に対して駆動力を伝達するためのギヤ（図示省略）が設けられており、そのギヤと噛合するように出力ドラム（図示せず）などを接続すると、自動車のドアの開閉が可能となる。
【0031】
アーマチュア１０は、鋼で形成された板状の部材であり、カップリング８のボス部８ｂの内径よりも小さい外径寸法を有している。アーマチュア１０は、電磁石１８の作動により、ロータ６の切欠部６ｎから分流してくる磁束によって、ロータ６の方向に吸引される。カップリング８及びアーマチュア１０は、中継シャフト３に固定されていないため、中継シャフト３に対して回転可能である。
【0032】
ロータ６の円筒状部分６ａの外周には、鋼で形成されたヨーク１１が配置されている。ヨーク１１は、磁性体からなり、その内周面に軸受１１ａ、１１ｂが固定される。そのため、ヨーク１１は、ロータ６が入力シャフト２と共に回転しても回転しないように構成されている。
【0033】
ロータ６の内部においてヨーク１１の外周には、ボビン１２が配置される。ボビン１２は、ヨーク１１に外嵌される円筒部１２ａと、円筒部１２ａの両端から半径方向外方に延びる鍔部１２ｂ，１２ｃとを有している。励磁コイル１６は、円筒部１２ａの外面の鍔部１２ｂ，１２ｃ間に巻き付けられる。
【0034】
本実施形態の電磁クラッチ１において、中継シャフト３、カップリング８及び軸受１１ａ、１１ｂは、樹脂で形成されるが、その樹脂として、融点の高いスーパーエンジニアリングプラスチックが使用される。スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂などがある。
【0035】
従来の電磁クラッチ８０１において、中継シャフト８０３及びカップリング８は、ＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂で形成されており、ＰＯＭの耐熱温度は、約９０～１００℃であるのに対して、スーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳの耐熱温度は、約２４０℃であり、ＰＥＥＫの耐熱温度は、約３００℃である。
【0036】
そのため、本実施形態の電磁クラッチ１において、中継シャフト３及びカップリング８の耐熱温度は、従来の電磁クラッチ８０１の中継シャフト８０３及びカップリング８の耐熱温度と比べて、非常に高い。
【0037】
【0038】
中継シャフト３は、図２に示すように、カップリング８内に配置される第１部分３０と、ハブ５内に配置される第２部分３１と、第１部分３０の端部（第２部分３１と反対側の端部）から外方に向かって延びてカップリング８の側面と対向する第３部分３２とを有している。
【0039】
第１部分３０は、断面形状が略円形の外周面を有している。第１部分３０の外周面には、４つの貫通溝３３が形成される。貫通溝３３は、略矩形状であり、第１部分３０の外周面から内周面まで貫通している。貫通溝３３は、第１部分３０の周方向に延びるように形成される。４つの貫通溝３３は、図３に示すように、周方向に等間隔に形成される。隣接する２つの貫通溝３３間には、羽部３５がそれぞれ形成される。そのため、中継シャフト３の第１部分３０には、４つの貫通溝３３と４つの羽部３５とが周方向に交互に配置される。
【0040】
第３部分３２には、図４に示すように、４つの吸気穴３６が形成される。４つの吸気穴３６は、第３部分３２の側面から第１部分３０に形成される４つの貫通溝３３までそれぞれ貫通している。そのため、第１部分３０に形成される４つの貫通溝３３は、第３部分３２に形成される４つの吸気穴３６を介して外部と連通している。吸気穴３６の入口部分には、樹脂加工する際にテーパ部３６ａが形成される。テーパ部３６ａは、吸気穴３６の外周に沿って配置される。そのため、外部の空気が、吸気穴３６内に吸い込まれやすい。
【0041】
本実施形態の電磁クラッチ１において、中継シャフト３に形成された４つの貫通溝３３と４つの羽部３５と４つの吸気穴３６が、空気供給手段５０を構成する。
【0042】
本実施形態の電磁クラッチ１の動作を説明する。図５は、図１の電磁クラッチ１において一点鎖線の丸で囲んだ部分の拡大図であり、図６は、図１の電磁クラッチ１において一点鎖線の長方形で囲んだ部分の拡大図である。
【0043】
モータ２ａを駆動して、入力シャフト２を回転駆動した状態で、励磁コイル１６が通電されると、ヨーク１１、ロータ６及びアーマチュア１０の間で磁気的な閉ループを形成して、アーマチュア１０は、ばね（図示省略）の付勢力に抗してばねを圧縮しながらロータ６に磁気的に吸着されることにより電磁クラッチ１は接続状態となる。そのとき、カップリング８は、ロータ６に吸着されたアーマチュア１０と一体的に回転するので、入力シャフト２とともに回転する。
【0044】
これに対して、通常の非通電時は、ヨーク１１、ロータ６及びアーマチュア１０の間で磁気的な閉ループを形成しないため、アーマチュア１０は、ばね（図示省略）によりカップリング８の円筒状部分８ａに向かう方向に付勢されてロータ６より解放され、アーマチュア１０とロータ６は、一体的に回転しない状態すなわち遮断状態となる。そのとき、カップリング８は、中継シャフト３と摺動しながら空転する。
【0045】
本実施形態の電磁クラッチ１では、通常の非通電時において、中継シャフト３がカップリング８の円筒状部分８ａに対して空転すると、図５に示すように、樹脂製の中継シャフト３と樹脂製のカップリング８とが第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂで摺動する。そのとき、入力シャフト２と一体的に中継シャフト３が回転することにより、中継シャフト３に形成された羽部３５が回転して、外部から吸気穴３６を介して吸い込んだ空気が貫通溝３３内に向かって流れる空気流れを形成する。
【0046】
なお、第１摺動面Ｎ１ａは、中継シャフト３の第１部分３０の外周面とカップリング８の内周面との間に配置される摺動面と、中継シャフト３の第３部分３２の内側面とカップリング８の側面との間に配置される摺動面とを含む。第１摺動面Ｎ１ｂは、中継シャフト３の第１部分３０の外周面とカップリング８の内周面との間に配置される摺動面である。
【0047】
そのため、図５に示すように、外部の空気が中継シャフト３の吸気穴３６を介して中継シャフト３の貫通溝３３内に吸い込まれる。その空気は、中継シャフト３とカップリング８との間の第１摺動面Ｎ１ａ（貫通溝３３よりも吸気穴３６側に配置される摺動面）を流れた後で、中継シャフト３の第３部分３２とカップリング８の側面との間を通過して外部に排出される。よって、空気が第１摺動面Ｎ１ａを通過するように対流することにより第１摺動面Ｎ１ａが冷却されるとともに、流体圧力により樹脂同士の接触圧力を低減することにより、第１摺動面Ｎ１ａにおいて発熱するのを抑制することができる。
【0048】
また同様に、中継シャフト３の吸気穴３６を介して外部から貫通溝３３内に吸い込まれた空気が、中継シャフト３とカップリング８との間の第１摺動面Ｎ１ｂ（貫通溝３３よりも吸気穴３６と反対側に配置される摺動面）を流れた後で、ロータ６側に向かって流れる。よって、空気が第１摺動面Ｎ１ｂを通過するように対流することにより第１摺動面Ｎ１ｂが冷却されるとともに、流体圧力により樹脂同士の接触圧力を低減することにより、第１摺動面Ｎ１ｂにおいて発熱するのを抑制することができる。
【0049】
また、本実施形態の電磁クラッチ１では、通常の非通電時において、ロータ６が軸受１１ａ、１１ｂに対して空転すると、図６に示すように、鋼製のロータ６と樹脂製の軸受１１ａ、１１ｂとが第２摺動面Ｎ２ａ、Ｎ２ｂで摺動する。そのとき、第１摺動面Ｎ１ｂを流れた後で、ロータ６側に向かって流れる空気が、ロータ６と軸受１１ａとの間の第２摺動面Ｎ２ａに供給される。
【0050】
なお、第２摺動面Ｎ２ａは、ロータ６の円筒状部分６ａの外周面と軸受１１ａの円筒状部分６ａに沿った部分の内周面との間に配置される摺動面と、ロータ６の板状部６ｂの内側面と軸受１１ａの板状部６ｂに沿った部分の外側面との間に配置される摺動面とを含む。第２摺動面Ｎ２ｂは、ロータ６の円筒状部分６ａの外周面と軸受１１ｂの円筒状部分６ａに沿った部分の内周面との間に配置される摺動面と、ハブ５の鍔部５ｂの内側面と軸受１１ｂの鍔部５ｂに沿った部分の外側面との間に配置される摺動面とを含む。
【0051】
そのため、第１摺動面Ｎ１ｂを流れた後で、ロータ６側に向かって流れる空気は、図６に示すように、ロータ６と軸受１１ａとの間の第２摺動面Ｎ２ａを流れる。そのため、ロータ６と軸受１１ａとの間の第２摺動面Ｎ２ａにおいても、空気が第２摺動面Ｎ２ａを通過するように対流することにより第２摺動面Ｎ２ａが冷却されるとともに、流体圧力により樹脂同士の接触圧力を低減することにより、第２摺動面Ｎ２ａにおいて発熱するのを抑制することができる。
【0052】
ロータ６と軸受１１ａとの間の第２摺動面Ｎ２ａを流れた空気は、ロータ６と軸受１１ｂとの間の第２摺動面Ｎ２ｂに供給される。そのため、ロータ６と軸受１１ｂとの間の第２摺動面Ｎ２ｂにおいても、空気が第２摺動面Ｎ２ｂを通過するように対流することにより第２摺動面Ｎ２ｂが冷却されるとともに、流体圧力により樹脂同士の接触圧力を低減することにより、第２摺動面Ｎ２ｂにおいて発熱するのを抑制することができる。
【0053】
本実施形態の電磁クラッチ１は、高速摺動の条件下においても樹脂同士が摺動する滑り軸受構造を採用することが可能となり、自動車の電動ドア用のクラッチの大幅な製作コストの削減が可能となる。電磁クラッチ１では、中継シャフト３の羽部３５から内部空間に流れ込む空気の冷却効果だけでなく、クラッチが通電していない場合でも、入力シャフト２は高速で回転することで、部品間の隙間に空気が流れ込むことにより、摺動面にも隙間が形成され、部品間の摩擦を低減することができるとともに、アーマチュア１０とロータ６との間で発生した削りカスなどのダストも除去できるため、摩擦面を維持することができる。そのため、単に部品を冷却するにとどまらず、他の部品の寿命を延ばす効果も得られる。
【0054】
以上のように本実施形態の電磁クラッチ１は、モータ２ａにより回転駆動される入力シャフト２と一体的に回転する樹脂製の中継シャフト３と、入力シャフト２と一体的に回転するロータ６と、中継シャフト３の外周側に配置され、ロータ６に対して密着または離間させられるアーマチュア１０を有する樹脂製のカップリング８と、中継シャフト３とカップリング８とが摺動する第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂに対して空気を供給する空気供給手段５０とを備える。
【0055】
このようにすると、樹脂製の中継シャフト３と樹脂製のカップリング８とが摺動する第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂに対して空気が供給される。そのため、入力シャフト２が高速で回転駆動される場合でも、樹脂と樹脂とが摺動する第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂが、高温になり溶解してしまうのを防止することができる。
【0056】
本実施形態の電磁クラッチ１において、空気供給手段５０は、中継シャフト３の外周面から第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂまで貫通する複数の貫通溝３３と、隣接した２つの貫通溝３３間に形成される羽部３５と、貫通溝３３と連通し且つ中継シャフト３の端面に形成される吸気穴３６とを有している。
【0057】
このように構成すると、空気を第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂに対して容易に供給することができる。
【0058】
本実施形態の電磁クラッチ１において、吸気穴３６は、第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂよりも入力シャフト２の回転軸側において貫通溝３３と連通する。
【0059】
このように構成すると、吸気穴３６を中継シャフト３に形成することで、中継シャフト３の強度が低下するのを防止することができる。
【0060】
本実施形態の電磁クラッチ１において、羽部３５は、中継シャフト３に周方向に複数形成される。
【0061】
このように構成すると、第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂの全周にわたって空気を供給することができる。
【0062】
本実施形態の電磁クラッチ１において、中継シャフト３に回転自在に嵌合されてロータ６とともに磁路を形成するヨーク１１を備え、ヨーク１１は、軸受１１ａ、１１ｂを介してロータ６の外周に嵌合されており、空気供給手段５０により第１摺動面Ｎ１ｂに対して供給された空気は、その後、ロータ６と軸受１１ａ、１１ｂとが摺動する第２摺動面Ｎ２に対して供給される。
【0063】
このように構成すると、鋼製のロータ６と樹脂製の軸受１１ａ、１１ｂとが摺動する第２摺動面Ｎ２に対して空気が供給される。そのため、入力シャフト２が高速で回転駆動される場合でも、鋼と樹脂とが摺動する第２摺動面Ｎ２が、高温になり溶解してしまうのを防止することができる。
【0064】
本実施形態の電磁クラッチ１において、中継シャフト３及びカップリング８は、スーパーエンジニアリングプラスチックで形成される。
【0065】
このように構成すると、樹脂製の中継シャフト３及び樹脂製のカップリング８を融点の高いスーパーエンジニアリングプラスチックで形成することで、入力シャフト２が高速で回転駆動される場合でも、樹脂と樹脂とが摺動する第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂが、高温になり溶解してしまうのをより防止することができる。
【0066】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【0067】
上記実施形態では、空気供給手段５０が、中継シャフト３に形成された４つの貫通溝３３と４つの羽部３５と４つの吸気穴３６により構成されるが、それに限られない。例えば、貫通溝３３、羽部３５及び吸気穴３６の数、形状、大きさ、配置などは、任意である。本発明の空気供給手段は、中継シャフト３とカップリング８（回転伝達部材）とが摺動する第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂに対して空気を供給するものであればよい。
【0068】
上記実施形態の中継シャフト３の変形例である中継シャフト１０３について、図７に基づいて説明する。中継シャフト１０３の第１部分３０の外周面には、図７（ａ）に示すように、４つの貫通溝３３１が形成される。貫通溝３３１は、略円形状であり、第１部分３０の外周面から内周面まで貫通している。４つの貫通溝３３１は、周方向に等間隔に形成される。隣接する２つの貫通溝３３１間には、羽部３５１がそれぞれ形成される。そのため、中継シャフト１０３の第１部分３０には、４つの貫通溝３３１と４つの羽部３５１とが周方向に交互に配置される。第３部分３２には、図７（ｂ）に示すように、４つの吸気穴３６１が形成される。４つの吸気穴３６１は、第３部分３２の側面から第１部分３０に形成される４つの貫通溝３３１までそれぞれ貫通している。そのため、第１部分３０に形成される４つの貫通溝３３１は、第３部分３２に形成される４つの吸気穴３６１を介して外部と連通している。本変形例において、中継シャフト１０３に形成された４つの貫通溝３３１と４つの羽部３５１と４つの吸気穴３６１が、空気供給手段５０を構成する。
【0069】
上記実施形態の中継シャフト３の変形例である中継シャフト２０３について、図８に基づいて説明する。中継シャフト２０３の第１部分３０の外周面には、図８（ａ）に示すように、６つの貫通溝３３２と６つの凹溝３３２ａとが形成される。貫通溝３３２は、略矩形状であり、第１部分３０の外周面から内周面まで貫通している。６つの貫通溝３３２は、周方向に等間隔に形成される。６つの凹溝３３２ａは、第１部分３０の外周面に凹状に形成され、第１部分３０の軸方向全域に延びている。６つの凹溝３３２ａは、６つの貫通溝３３２とそれぞれ連通している。凹溝３３２ａは、第３部分３２と近接する部分が、入力シャフト２の回転方向上流側に配置され、第３部分３２から離れるにつれて入力シャフト２の回転方向下流側に配置されるように傾斜している。隣接する２つの凹溝３３２ａ間には、羽部３５２がそれぞれ形成される。そのため、中継シャフト２０３の第１部分３０には、６つの凹溝３３２ａ（６つの貫通溝３３２）と６つの羽部３５２とが周方向に交互に配置される。第３部分３２には、図８（ｂ）に示すように、６つの吸気穴３６２が形成される。６つの吸気穴３６２は、第３部分３２の側面から第１部分３０に形成される６つの貫通溝３３２までそれぞれ貫通している。そのため、第１部分３０に形成される６つの貫通溝３３２は、第３部分３２に形成される６つの吸気穴３６２を介して外部と連通している。本変形例において、中継シャフト２０３に形成された６つの貫通溝３３２と６つの羽部３５２と６つの吸気穴３６２が、空気供給手段５０を構成する。
【0070】
上記実施形態の中継シャフト３の変形例である中継シャフト３０３について、図９に基づいて説明する。中継シャフト３０３の第１部分３０の外周面には、図９（ａ）に示すように、８つの貫通溝３３３が形成される。貫通溝３３３は、略円形状であり、第１部分３０の外周面から内周面まで貫通している。８つの貫通溝３３３は、周方向に等間隔に形成される。隣接する２つの貫通溝３３３間には、羽部３５３がそれぞれ形成される。そのため、中継シャフト３０３の第１部分３０には、８つの貫通溝３３３と８つの羽部３５３とが周方向に交互に配置される。第３部分３２の外側面には、図９（ｂ）に示すように、８つの突出部Ｔ３と、８つの凹部Ｎ３が配置される、８つの突出部Ｔ３は、周方向に等間隔に形成される。８つの突出部Ｔ３は、第３部分３２の内周側から外周側まで全域に配置される。突出部Ｔ３は、中継シャフト３０３の半径方向に延びる幅の狭い凸部である。突出部Ｔ３の半径方向の中央部が入力シャフト２の回転方向上流側に向かって凸となるように湾曲している。凹部Ｎ３は、隣接する２つの突出部Ｔ３間に配置される。第３部分３２には、８つの吸気穴３６３が形成される。８つの吸気穴３６３は、凹部Ｎ３の半径方向内側において、第３部分３２の側面から第１部分３０に形成される８つの貫通溝３３３までそれぞれ貫通している。そのため、第１部分３０に形成される８つの貫通溝３３３は、第３部分３２に形成される８つの吸気穴３６３を介して外部と連通している。中継シャフト３０３では、第３部分３２の外側面に８つの突出部Ｔ３が形成されているため、中継シャフト３０３が回転すると、８つの突出部Ｔ３により第３部分３２の外側面において空気が半径方向内側に集められて、吸気穴３６３から貫通溝３３３内に流れ込む。本変形例において、中継シャフト３０３に形成された８つの貫通溝３３３と８つの羽部３５３と８つの吸気穴３６３と８つの突出部Ｔ３と８つの凹部Ｎ３が、空気供給手段５０を構成する。
【0071】
上記実施形態の中継シャフト３の変形例である中継シャフト４０３について、図１０に基づいて説明する。中継シャフト４０３の第１部分３０の外周面には、図１０（ａ）に示すように、８つの貫通溝３３４と８つの凹溝３３４ａとが形成される。貫通溝３３４は、略円形状であり、第１部分３０の外周面から内周面まで貫通している。８つの貫通溝３３４は、周方向に等間隔に形成される。８つの凹溝３３４ａは、第１部分３０の外周面に凹状に形成され、第１部分３０の軸方向に沿って延びている。８つの凹溝３３４ａは、８つの貫通溝３３４とそれぞれ連通している。隣接する２つの凹溝３３４ａ間には、羽部３５４がそれぞれ形成される。そのため、中継シャフト４０３の第１部分３０には、８つの凹溝３３４ａ（８つの貫通溝３３４）と８つの羽部３５４とが周方向に交互に配置される。第３部分３２の外側面には、図１０（ｂ）に示すように、８つの突出部Ｔ４と、８つの凹部Ｎ４とが配置される。８つの突出部Ｔ４は、周方向に等間隔に形成される。８つの突出部Ｔ４は、第３部分３２の内周側から外周側まで全域に配置される。突出部Ｔ４の入力シャフト２の回転方向上流側端部は、入力シャフト２の回転方向下流側に向かって凸となるように湾曲している。突出部Ｔ４の入力シャフト２の回転方向下流側端部は、入力シャフト２の回転方向上流側に向かって凸となるように湾曲している。凹部Ｎ４は、隣接する２つの突出部Ｔ４間に配置される。第３部分３２には、８つの吸気穴３６４が形成される。８つの吸気穴３６４は、凹部Ｎ４の半径方向内側において、第３部分３２の側面から第１部分３０に形成される８つの貫通溝３３４までそれぞれ貫通している。そのため、第１部分３０に形成される８つの貫通溝３３４は、第３部分３２に形成される８つの吸気穴３６４を介して外部と連通している。中継シャフト４０３では、第３部分３２の外側面に８つの突出部Ｔ４が形成されているため、中継シャフト４０３が回転すると、８つの突出部Ｔ４により第３部分３２の外側面において空気が半径方向内側に集められて、吸気穴３６４から貫通溝３３４内に流れ込む。本変形例において、中継シャフト４０３に形成された８つの貫通溝３３４と８つの羽部３５４と８つの吸気穴３６４と８つの突出部Ｔ４と８つの凹部Ｎ４が、空気供給手段５０を構成する。なお、図１０の中継シャフト４０３では、８つの吸気穴３６４が８つの貫通溝３３４にそれぞれ接続されるが、それに限られない。例えば、複数の吸気穴３６４を１つの貫通溝３３４に接続する構造としてもよい。例えば、中継シャフト４０３は、４つの貫通溝３３４と４つの凹溝３３４ａと８つの吸気穴３６４を有しており、２つの吸気穴３６４を１つの貫通溝３３４に接続して、空気が８つの吸気穴３６４から４つの貫通溝３３４に流れて、そして４つの凹溝３３４ａへ流れる構造でもよい。また、例えば、１つの吸気穴３６４を複数の貫通溝３３４に接続する構造としてもよい。例えば、中継シャフト４０３は、８つの貫通溝３３４と８つの凹溝３３４ａと４つの吸気穴３６４を有しており、１つの吸気穴３６４を２つの貫通溝３３４に接続して、空気が４つの吸気穴３６４から８つの貫通溝３３４に流れて、そして８つの凹溝３３４ａへ流れる構造でもよい。
【0072】
上記実施形態の中継シャフト３の変形例である中継シャフト５０３について、図１１に基づいて説明する。中継シャフト５０３の第１部分３０の外周面には、図１１（ａ）に示すように、８つの凹溝３３５ａが形成される。凹溝３３５ａは、中継シャフト５０３の軸方向に延びる幅の狭い溝である。８つの凹溝３３５ａは、周方向に等間隔に形成される。凹溝３３５ａは、第３部分３２と近接する部分が、入力シャフト２の回転方向上流側に配置され、第３部分３２から離れるにつれて入力シャフト２の回転方向下流側に配置されるように傾斜している。隣接する２つの凹溝３３５ａ間には、羽部３５５がそれぞれ形成される。そのため、中継シャフト５０３の第１部分３０には、８つの凹溝３３５ａと８つの羽部３５５とが周方向に交互に配置される。第３部分３２の内側面には、図１１（ｂ）に示すように、８つの突出部Ｔ５と、８つの凹部Ｎ５とが配置される、８つの突出部Ｔ５は、周方向に等間隔に形成される。８つの突出部Ｔ５は、第３部分３２の内側面において、内周側から外周側まで全域に配置される。突出部Ｔ５は、中継シャフト５０３の半径方向に延びる幅の狭い凸部である。突出部Ｔ５の半径方向の中央部が入力シャフト２の回転方向上流側に向かって凸となるように湾曲している。凹部Ｎ５は、隣接する２つの突出部Ｔ５間に配置される。８つの凹部Ｎ５は、凹部Ｎ５の半径方向内側において、第１部分３０に形成される８つの凹溝３３５ａと連通している。そのため、第１部分３０に形成される８つの凹溝３３５ａは、第３部分３２に形成される８つの凹部Ｎ５とともに外部と連通している。中継シャフト５０３では、第３部分３２の内側面に８つの突出部Ｔ５が形成されているため、中継シャフト５０３が回転すると、８つの突出部Ｔ５により第３部分３２の内側面において空気が半径方向内側に集められて、凹溝３３５ａ内に流れ込む。本変形例において、中継シャフト５０３に形成された８つの凹溝３３５ａと８つの羽部３５５と８つの突出部Ｔ５と８つの凹部Ｎ５が、空気供給手段５０を構成する。
【0073】
上記実施形態の中継シャフト３の変形例である中継シャフト６０３について、図１２に基づいて説明する。中継シャフト６０３の第１部分３０の外周面には、図１２（ａ）に示すように、８つの凹溝３３６ａが形成される。凹溝３３６ａは、中継シャフト６０３の軸方向に延びる幅の狭い溝である。８つの凹溝３３６ａは、周方向に等間隔に形成される。凹溝３３６ａは、第３部分３２から軸方向に離れるにつれて幅が大きくなるように形成される。隣接する２つの凹溝３３６ａ間には、羽部３５６がそれぞれ形成される。そのため、中継シャフト６０３の第１部分３０には、８つの凹溝３３６ａと８つの羽部３５６とが周方向に交互に配置される。第３部分３２の内側面には、図１２（ｂ）に示すように、８つの突出部Ｔ６と、８つの凹部Ｎ６とが配置される。８つの突出部Ｔ６は、周方向に等間隔に形成される。８つの突出部Ｔ６は、第３部分３２の内周側から外周側まで略全域に配置される。突出部Ｔ６は、中継シャフト６０３の半径方向に延びる幅の狭い凸部である。突出部Ｔ６の入力シャフト２の回転方向上流側端部は、入力シャフト２の回転方向下流側に向かって凸となるように湾曲している。突出部Ｔ６の入力シャフト２の回転方向下流側端部は、入力シャフト２の回転方向上流側に向かって凸となるように湾曲している。凹部Ｎ６は、隣接する２つの突出部Ｔ６間に配置される。８つの凹部Ｎ６は、凹部Ｎ６の半径方向内側において、第１部分３０に形成される８つの凹溝３３６ａと連通している。そのため、第１部分３０に形成される８つの凹溝３３６ａは、第３部分３２に形成される８つの凹部Ｎ６とともに外部と連通している。中継シャフト６０３では、第３部分３２の内側面に８つの突出部Ｔ６が形成されているため、中継シャフト６０３が回転すると、８つの突出部Ｔ６により第３部分３２の内側面において空気が半径方向内側に集められて、凹溝３３６ａ内に流れ込む。本変形例において、中継シャフト６０３に形成された８つの凹溝３３６ａと６つの羽部３５６と８つの突出部Ｔ６と８つの凹部Ｎ６が、空気供給手段５０を構成する。
【0074】
上記実施形態及び上記変形例では、空気供給手段５０が中継シャフト３に形成されるが、それに限られない。本発明の空気供給手段は、中継シャフト３とカップリング８（回転伝達部材）とが摺動する第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂに対して空気を供給するものであればよいため、空気供給手段は、例えばハブ５やロータ６などの中継シャフト３以外の部品に形成されてもよい。また、空気供給手段は、例えば中継シャフト３、ハブ５やロータ６などの複数の部品に形成されてもよい。例えば、樹脂製のハブ５を使用して、ハブ５の内周面に溝を形成して、第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂに対して空気を供給するようにしてもよい。図８に示すように、６つの吸気穴３６２と６つの貫通溝３３２と６つの凹溝３３２ａを有する中継シャフト２０３において、螺旋状の貫通溝３３２と逆方向の螺旋状の貫通溝をハブ５の内周面に形成すると、第１摺動面Ｎ１ａ、Ｎ１ｂに対して空気が供給されやすい。
【0075】
例えば、図１３に示すように、ハブ５の外周面（ロータ６と接する面）に凹溝５Ｎを形成すると、その凹溝５Ｎは、金属製のロータ６の放熱のための空気の通路として使用することができる。図８，図９，図１１の場合、螺旋が片方に巻いているので、入力シャフト２の回転方向に合わせ、反対の螺旋にすることも可能である。例えば、図８（ａ）において、凹溝３３２ａは、第３部分３２と近接する部分が、入力シャフト２の回転方向下流側に配置され、第３部分３２から離れるにつれて入力シャフト２の回転方向上下流側に配置されるように傾斜してもよい。例えば図１１では、入力シャフト２を逆方向に回すと、空気の流れる方向が反対方向になり、やはり内部には空気が流れる。
【0076】
上記本実施形態では、中継シャフト３、カップリング８及び軸受１１ａ、１１ｂが、スーパーエンジニアリングプラスチックで形成されるが、それに限られない。中継シャフト３、カップリング８及び軸受１１ａ、１１ｂの材料は任意であり、スーパーエンジニアリングプラスチック以外の樹脂で形成されてもよい。入力シャフト２は、鋼で形成される場合に限られず、樹脂で形成されてもよい。
【0077】
上記実施形態では、カップリング８の外周部に、外部の装置に対して駆動力を伝達するためのギヤが設けられているが、それに限られない。例えば、ギヤ以外に、スプラインやセレーション、異形状等で接続し、外部の装置に対して駆動力を伝達する構造でもよい。
【符号の説明】
【0078】
１ 電磁クラッチ
２ 入力シャフト
２ａ モータ（駆動手段）
３ 中継シャフト
６ ロータ
８ カップリング（回転伝達部材）
１０ アーマチュア
１１ ヨーク
１１ａ 軸受
１１ｂ 軸受
３３ 貫通溝
３５ 羽部
３６ 吸気穴
５０ 空気供給手段
１０３ 中継シャフト
３３１ 貫通溝
３５１ 羽部
３６１ 吸気穴
２０３ 中継シャフト
３３２ 貫通溝
３５２ 羽部
３６２ 吸気穴
３０３ 中継シャフト
３３３ 貫通溝
３５３ 羽部
３６３ 吸気穴
４０３ 中継シャフト
３３４ 貫通溝
３５４ 羽部
３６４ 吸気穴
５０３ 中継シャフト
３３５ 貫通溝
３５５ 羽部
６０３ 中継シャフト
３３６ 貫通溝
３５６ 羽部
Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ 第１摺動面
Ｎ２ａ、Ｎ２ｂ 第２摺動面
２ 入力シャフト
２ａ モータ（駆動手段）
３ 中継シャフト
６ ロータ
８ カップリング（回転伝達部材）
１０ アーマチュア
１１ ヨーク
１１ａ 軸受
１１ｂ 軸受
３３ 貫通溝
３５ 羽部
３６ 吸気穴
５０ 空気供給手段
１０３ 中継シャフト
３３１ 貫通溝
３５１ 羽部
３６１ 吸気穴
２０３ 中継シャフト
３３２ 貫通溝
３５２ 羽部
３６２ 吸気穴
３０３ 中継シャフト
３３３ 貫通溝
３５３ 羽部
３６３ 吸気穴
４０３ 中継シャフト
３３４ 貫通溝
３５４ 羽部
３６４ 吸気穴
５０３ 中継シャフト
３３５ 貫通溝
３５５ 羽部
６０３ 中継シャフト
３３６ 貫通溝
３５６ 羽部
Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ 第１摺動面
Ｎ２ａ、Ｎ２ｂ 第２摺動面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】