電磁連結装置及び自動扉装置
【課題】ツースブレーキにおいて，アーマチュア釈放時に発生する「叩き音」と称する騒音の発生を低コストで抑制しうる電磁連結装置を提供する。
【解決手段】固定部Ｂのヨーク１と回転部Ｃのアーマチュア２とを接離可能に対向させ，その対向面にそれぞれ設けられた歯部１１と歯部２１とが磁路の一部を形成しつつ噛み合うことによって固定部と回転部とのトルク伝達を実現する場合において，電磁連結時に歯部１１と歯部２１とが隙間部を有したまま完全結合するように，歯部１１が有する複数の山形形状の歯先部１１１，１１２，・・・または歯部２１が有する複数の山形形状の歯先部２１１，２１２，・・・の歯先部同士の間に平坦部１２１，１２２，・・・または２２１，２２２，・・・を設けることとした。
【解決手段】固定部Ｂのヨーク１と回転部Ｃのアーマチュア２とを接離可能に対向させ，その対向面にそれぞれ設けられた歯部１１と歯部２１とが磁路の一部を形成しつつ噛み合うことによって固定部と回転部とのトルク伝達を実現する場合において，電磁連結時に歯部１１と歯部２１とが隙間部を有したまま完全結合するように，歯部１１が有する複数の山形形状の歯先部１１１，１１２，・・・または歯部２１が有する複数の山形形状の歯先部２１１，２１２，・・・の歯先部同士の間に平坦部１２１，１２２，・・・または２２１，２２２，・・・を設けることとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，歯部（ツース）同士の噛み合わせによりトルク伝達を行う電磁連結装置及び電磁連結装置を用いた自動扉装置に関し，特に電磁連結装置を励磁状態から非励磁状態に切り替えた際すなわちアーマチュアの釈放時に発生する「叩き音」と称する騒音の発生を低コストで抑制しうる電磁連結装置及び電磁連結装置を用いた自動扉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯部同士の噛み合わせによりトルク伝達を行う電磁連結装置を利用したものとして，たとえば励磁作動形のツースブレーキまたはツースクラッチが知られている。
【０００３】
たとえば特許文献１に示されるように，ツースクラッチは，ヨークと，ヨークに対して回転可能なロータと，ヨークの励磁時にロータに対して回転軸方向に移動してロータと電磁連結するアーマチュアとを備え，ヨークを励磁した際にロータとアーマチュアとの対向面に設けられたツース同士が噛み合うことによって，ロータとアーマチュア間のトルク伝達を可能にしている。また，ツースブレーキは，固定されたヨークと，ヨークに対して回転し，ヨークの励磁時にヨークに対して回転軸方向に移動してヨークと電磁連結するアーマチュアとからなり，ヨークを励磁した際にヨークとアーマチュアとの対向面に設けられたツース同士が噛み合うことによって，アーマチュアに制動トルクを伝達することが可能となっている。
【０００４】
たとえば図８（ａ）に示すように，ツースブレーキのヨーク９１およびアーマチュア９２の歯部の歯先部が台形形状である場合，不完全噛み合いとなるおそれがある。すなわち，ヨークに対するアーマチュアの相対角度によっては，励磁時に台形の上辺である平坦面同士が吸着し，噛み合う相対角度までアーマチュアが滑りを生じるという問題がある。この問題は，ツースブレーキであればアーマチュアが停止状態で励磁する場合，またはツースクラッチであればロータおよびアーマチュアがともに停止状態で励磁する場合，いわば静止連結時に発生しやすい。そこで静止連結時であってもヨークとアーマチュアとを完全噛み合いできるようにするため，ヨークおよびアーマチュアの歯先部を平坦面のない山形形状にする対策が取られている。たとえば図８（ｂ）に，山形形状のヨーク９１について示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３６８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが，歯先部を平坦面のない山形形状にした場合，歯先部の形状によっては励磁状態から非励磁状態に切り替えたとき，すなわちアーマチュアの釈放時に衝突音が発生するという問題がある。以下，詳細についてツースブレーキを例に挙げて説明する。
【０００７】
たとえば歯先部を切削加工により製作する場合，ヨークおよびアーマチュアの円周面に，断面が山形形状の切削工具９３を当てて歯切りを行い，歯先部の１つ１つを形成していく。すると，既に切削された方向に向かって，新しく形成された歯先部の先端部が切削工具によって押し出され，結果として図８（ｂ）に示すように，凹部９１１１および凸部９１１２を有し，先端部が全て同じ向きで折れ曲がったような歯先部９１１が形成される。こうして複数の歯先部からなる歯部が形成されたヨークおよびアーマチュアを対向させてツースブレーキを外周から見た様子を図９（ａ）、（ｂ）および図１０（ａ）、（ｂ）に示す。以下の説明のため，アーマチュアの電磁連結方向をＺ軸，ツースブレーキの外周面の接線方向をＸ軸と定義する。また，アーマチュアは図示しない他の負荷からの制動力によってヨークに対して静止状態であるとする。なお，外周から見たヨークの歯先部９１１と９１２の間の谷９１１３はＺ軸上にあり，アーマチュアの歯先部９２１の先端部９２１０は非励磁状態では図９（ａ）に示すようにＸ軸の正の方向にあるとする。また，各部の記号は図９および図１０に示す通りである。
【０００８】
非励磁状態から励磁状態に切り替えた場合，アーマチュアの歯先部とヨークの歯先部とを通る磁路が形成されてアーマチュアはヨーク側すなわちＺ軸の負の方向に吸引される。このとき，たとえばアーマチュアの歯先部の先端９２１０がヨークの歯先部の凹部９１２１を滑りながら移動し，結果として図９（ｂ）に示すように完全噛み合い状態で電磁連結する。すなわち，制動力によって静止状態にあったアーマチュアはＸ軸の負の方向に付勢された状態となるため，アーマチュアにはＦ１に示すＸ軸の正の方向の反力が作用する。
【０００９】
次に励磁状態から非励磁状態に切り替えた場合，図９（ｂ）に示すようにアーマチュアの歯先部の凸部９２１１とヨークの歯先部の凸部９１２２との隙間が狭いため，アーマチュアの歯部の凸部９２１１は，残留磁束による吸引力によって図１０（ａ）に示すようにヨークの歯先部の凸部９１１２を滑りながらＺ軸の正の方向に離間する。このとき，アーマチュアは（ｂ）の状態よりも更にＸ軸の負の方向に付勢された状態となるため，アーマチュアにはＦ２に示すＸ軸の正の方向の反力が作用する（Ｆ１＜Ｆ２）。
【００１０】
そして反力Ｆ２が残留磁束による吸引力を上回ると，図１０（ｂ）の破線に示すようにアーマチュアの歯先部の先端９２１０はヨークの歯先部９１１の先端９１１０から離間してＸ軸の正の方向に戻り，ヨークの歯先部９１２の先端と衝突する。このとき，アーマチュアは叩き音を発生する。そのため，たとえば建物内に設けられた自動扉の開閉用などにこのツースブレーキが用いられた場合には，ツースブレーキが耳障りな音を発生するため，建物内の静音性を低下させる原因となっていた。
【００１１】
以上の不都合は，切削加工などの歯部の製作方法が原因で発生するのではなく，主に歯先部の山形形状がツースブレーキの外周面から見て左右非対称形状である場合に発生する。すなわち，アーマチュアの釈放時において，歯先部の左右で残留磁束の偏りが生じることによって，アーマチュアに作用している制動力とは異なる向きに不要な力が生じる場合に発生する。なお，同様の不都合はツースクラッチでも起こりえる。こうした不都合は，たとえば残留磁束に偏りが生じないように加工精度を高くして歯先部を製作することによって解消できると考えられるが，製造コストが高くなるという問題が生じる。また，折れ曲がった歯先部の折れ曲がりを追加工により修正することも考えられるが，歯先部の山の高さが小さい場合（たとえば0.2〜0.3mm）には，修正は容易ではなく，また修正にかかるコストが高くなるという問題が生じる。
【００１２】
本発明は，このような課題に着目してなされたものであって，励磁作動形のツースブレーキやツースクラッチ等の電磁連結装置について，アーマチュアの釈放時に生じる「叩き音」と称される騒音の発生を低コストで抑制しうる電磁連結装置と，この電磁連結装置を用いた低騒音の自動扉装置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】
【００１３】
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。
【００１４】
すなわち，本発明の電磁連結装置は，第１のトルク伝達部と，該第１のトルク伝達部に回転軸方向で対向し該第１のトルク伝達部に対して前記回転軸の回転方向に制止した状態で電磁連結される第２のトルク伝達部とを備え，前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部との対向面にそれぞれ設けられた第１の歯部と第２の歯部とが前記電磁連結時に磁路の一部を形成しつつ一体的に噛み合うことにより前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部とのトルク伝達を行う電磁連結装置であって，前記第１の歯部が複数の山形形状の第１の歯先部を有し，前記第２の歯部が複数の山形形状の第２の歯先部を有し，前記電磁連結時に，前記第１の歯先部に隣り合う２つの前記第２の歯先部のうちいずれか一方のみが前記第１の歯先部と当接するように，前記第１の歯先部と他方の前記第２の歯先部との間に隙間部を有することを特徴とする。
【００１５】
ここで山形形状とは，山の先端部が鋭角あるいは丸みを帯びた形状いずれをも含む概念であり，隣り合う歯先部同士をつなぐ谷と歯先部の山すなわち先端とを結ぶ線が，直線あるいは曲線や不連続な線であっても良い。
【００１６】
このような構成によると，第１のトルク伝達部と第２のトルク伝達部とが電磁連結する際に，第１の歯部と第２の歯部とが当接して滑りながら噛み合いした場合には，歯部が当接していない側に隙間部が形成される。すなわち，第１の歯先部と第２の歯先部とがバックラッシュを有したまま電磁連結することになる。そのため，釈放時には残留磁束が隙間部よりも第１および第２の歯部同士が当接している部分に集中し，第１および第２の歯部が電磁連結時と同じように当接したまま離間するので，第１または第２のトルク伝達部に不要な力が作用することなく，第１のトルク伝達部と第２のトルク伝達部とが離間する。その結果，第１および第２の歯部同士が衝突する際の叩き音を抑制することができる。
【００１７】
特に好ましい適用対象としては、前記山形形状の第１または第２の歯先部の少なくともどちらか一方が，非対称形状であるものが挙げられる。
【００１８】
ここで歯先部が非対称形状とは，歯部を外周側から見て，歯先部の先端から回転軸と平行な線を延ばしたときに，その線に対して歯先部が非対称という意味である。なお，非対称な形状は，製作の結果として形成されていても良いし，意図的に設計して形成しても良い。また，経年変化や電磁連結装置の繰り返し動作の結果，非対称形状となった場合でも良い。
【００１９】
このような構成によると，歯先部が非対称形状であっても，第１および第２の歯部同士が衝突する際の叩き音を抑制することができる。たとえば従来のように切削加工によって歯先部を形成した際に，歯先部が折れ曲がった形状となった場合でも叩き音を抑制できる。そのため，折れ曲がった先端部を修正する必要がないので，修正にコストを不要とすることができる。
【００２０】
前記隙間部は，前記第１または第２の歯部の少なくとも一方において，当該歯部を構成する歯先部間に回転方向に伸びる平坦部によって形成されることが望ましい。
【００２１】
ここで平坦部とは，回転方向に一直線上に形成されるものであっても良いし，第１および第２の歯部同士の連結・離間を妨げないのであれば少なくとも一部に凹部または凸部を有していても良い。
【００２２】
このような構成によると，積極的に設けた平坦部によって隙間部が形成されるので，歯先部を製作する際の加工精度が低い場合であっても叩き音を抑制することができる。
【００２３】
また，前記隙間部は，前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部の間に，前記第１の歯先部と前記第２の歯先部が完全に噛み合う前に優先的に当接する当接部によって形成されることが望ましい。
【００２４】
ここで当接部は，第１または第２のトルク伝達部に一体的に設けられていても良いし，第１あるいは第２のトルク伝達部とは別部材で構成されていても良い。
【００２５】
この構成によると，第１のトルク伝達部と第２のトルク伝達部とが電磁連結する際に，第１の歯部と第２の歯部とが当接して滑りながら噛み合いした場合には，第１の歯部と第２のトルク歯部とが完全に噛み合う前に当接部が当接するので，歯部が当接していない側に隙間部が形成される。すなわち，歯先部の加工精度を上げることなく歯先部以外の構成によってバックラッシュを確実に設けることができるので，低騒音かつ低コストな電磁連結装置を安定した品質で得ることができる。
【００２６】
本発明の電磁連結装置は，以上の構成であるから，自動扉装置に適用して叩き音が抑制された励磁作動形の電磁ブレーキまたは電磁クラッチとして利用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は，以上説明した構成であるから，電磁連結装置を励磁状態から非励磁状態に切り替えた際に発生する叩き音を低減ないし抑制することができる。したがって，騒音の発生を低コストで抑制しうる電磁連結装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に関わる電磁連結装置を適用した励磁作動形のツースブレーキを示す正面図および側面図。
【図２】本発明の第１の実施形態の動作を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態の動作を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態に関わる電磁連結装置を適用した励磁作動形のツースブレーキのヨークおよびアーマチュアの断面を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態の動作を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態の動作を示す図。
【図７】本発明を適用した励磁作動形のツースクラッチを示す図。
【図８】従来のツースブレーキの歯先部を示す図。
【図９】従来のツースブレーキの動作を示す図。
【図１０】従来のツースブレーキの動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下，本発明の実施形態について，図面を参照して説明する。
【００３０】
第１の実施形態の電磁連結装置は，図１の励磁作動形ツースブレーキＡに適用される。このツースブレーキＡは，第１のトルク伝達部である固定部Ｂと，第２のトルク伝達部である回転部Ｃとからなる。
【００３１】
固定部Ｂは，鉄などの強磁性体からなるヨーク１と，ヨーク１に固定された回転軸１３と，軸心０回りに巻回された励磁コイル１４と，緩衝部材１５と，アルミなどの非磁性体からなる防塵カバー１６とからなる。固定部Ｂは図示しない他の機器に固定される。なお，緩衝部材１５は，アーマチュアをヨークに吸引した際にアーマチュアとヨークとの衝突を緩和するための部材であり，衝撃を吸収できるものであればゴムやコイルバネ，板バネなどの弾性部材でもよいし，樹脂などの粘弾性部材であっても良い。また，防塵カバー１６は歯部と歯部との間に埃や油などの異物の混入を防ぐためのカバーであり，非磁性体であればアルミ以外の金属だけでなく，樹脂やゴムシートなどでも構わない。
【００３２】
ヨーク１は，端面部の円周上に形成された第１の歯部１１と，ヨーク中央部１２とを有する。
【００３３】
回転軸１３は，ヨーク１より突出する回転軸突出部１３１を有する。
【００３４】
励磁コイル１４は，リード線１４１によって図示しない外部電源により励磁あるいは非励磁が切り替えられる。
【００３５】
回転部Ｃは，軸心０回りに回転して図示しない他の機器などにより外部の回転トルクが伝達されるプーリ５と，プーリ５に固定されてプーリ５を回転軸突出部１３１に対して回転自在にするためのベアリング６と，プーリ５に固定されてプーリ５と一体的に回転するプレート５１と，鉄などの強磁性体からなるアーマチュア２と，プレート５１に固定されてアーマチュア２をプーリ５側に付勢しプーリ５およびプレート５１と一体的に回転させるための板バネ５２とからなる。この回転部Ｃは，回転軸突出部１３１から軸方向に抜け落ちるのを防ぐためにストッパ７によって軸方向の移動が拘束されている。なお，プーリ５は，他の機器とたとえばベルトなどの伝達部材によって他の機器と連結されている。勿論，プーリの代わりに歯車によって他の機器と直接連結されていても良い。また，ベアリング６は軸方向に２つ直列に設けられているが，１つあるいは２つ以上設けられていても良い。板バネ５２は，アーマチュア２をプーリ５側に付勢する弾性部材の一例として採用したものであり，他の弾性部材として、たとえばプレート５１に対するアーマチュアの回転を別部材で拘束するなどしてコイルバネを用いるようにしても良い。
【００３６】
アーマチュア２は，ヨーク１の第１の歯部１１に対抗する位置に第２の歯部２１と，ヨーク中央部１２に対して突出したアーマチュア突出部２２とを有する。このアーマチュアは，内周２３に回転軸突出部１３１が遊嵌状態で挿通されるとともに，前述した板バネ５２によって，常時，ヨーク１の第１の歯部１１からアーマチュア２の第２の歯部２１が離間する方向に弾性力の作用を受けている。
【００３７】
カラー８はアルミなどの非磁性体からなり，固定部Ｂに対する回転部Ｃの軸方向位置，すなわち非励磁時におけるヨーク１の第１の歯部１１とアーマチュア２の第２の歯部２１との間隔（ギャップ）を一定に保つ役割を持つ。
【００３８】
すなわち，図１の状態から励磁されることによって，ヨーク１の第１の歯部１１，アーマチュアの第２の歯部２１，アーマチュア２，アーマチュア中央部２２，そしてヨーク中央部１２を通る磁路が形成されるため，アーマチュア２は板バネ５２の反力に打ち勝ってヨーク１側に吸引され，第１の歯部１１と第２の歯部２１とで噛み合いを生じる。なお，第１の実施形態では，電磁連結状態においてヨーク中央部１２とアーマチュア中央部２２とは離間したままである。アーマチュア２は，電磁連結状態では固定部Ｂより制動トルクを伝達されて回転部Ｂに制動トルクを作用させる。そして，消磁されることによって，アーマチュア２が板バネ５２の反力の作用によりヨーク１から離間し，第１および第２の歯部１１，２１とは噛み合い状態から開放されて釈放状態となる。その結果，回転部Ｃへの制動トルクが解除される。
【００３９】
このような構成において，制動状態から制動解除状態，すなわち励磁状態から非励磁状態へ切り替えた際に，歯部の左右に残留磁束の偏りが生じてアーマチュア２に作用している制動力とは異なる向きに不要な力が生じることによって，アーマチュア２の歯部２１がヨーク１の歯部１１に衝突して「叩き音」と称する騒音を発生するおそれがある。
【００４０】
そこで本実施形態は，山形形状の歯先部が複数連続して並ぶ従来のヨークおよびアーマチュアの歯部の構成から，図２（ａ）に示すように隣り合う歯先部１１１，１１２，１１３，１１４，・・・および２１１，２１２，２１３，・・・の間に平坦部１２１，１２２，１２３，１２４，・・・および２２１，２２２，２２３，・・・を有する歯部の構成としている。なお，第１の歯先部１１１，１１２，１１３，・・・は，従来技術と同様に，歯先部の先端を通る二等分線に対して凸部１１１２，１１２２，１１３２，・・・と凹部１１１１，１１２１，１１３１，・・・を有する非対称形状であり、第２の歯先部２１１，２１２、・・・も，従来技術と同様に，歯先部の先端を通る二等分線に対して凸部２１１１，２１２１・・・と凹部２１１２，２１２２・・・を有する非対称形状である。
【００４１】
このように構成すると，ツースブレーキを励磁状態から非励磁状態に切り替えた際に，アーマチュア２の歯部２１がヨーク１の歯部１１に衝突して発生する叩き音を抑制することができる。以下，図２（ａ）、（ｂ）および図３（ａ）、（ｂ）を参照しながらその作用について述べる。
【００４２】
図２（ａ）は，電磁連結前におけるヨーク１の歯部１１とアーマチュア２の歯部２１を示す図である。なお，以下の説明のため，従来技術の説明と同様にアーマチュア２の電磁連結方向をＺ軸，ツースブレーキの外周面の接線方向をＸ軸と定義する。また，アーマチュア２は図示しない他の負荷からの制動力によってヨーク１に対して回転軸の回転方向に制止した状態であるとする。なお，外周から見たヨーク１の平坦部１２２はその略中央部がＺ軸上にあり，ヨークの歯部の先端部２１２０は非励磁状態では図２（ａ）に示すようにＸ軸の正の方向にあるとする。
【００４３】
非励磁状態から励磁状態に切り替えた場合，アーマチュア２の歯部２１とヨーク１の歯部１１とを通る磁路が形成されてアーマチュア２はヨーク１側すなわちＺ軸の負の方向に吸引される。そして，アーマチュア２の歯部２１の先端，たとえば歯先部２１２の先端２１２０は，ヨーク１の歯部１１の凹部である歯先部１１３の左側の凹部１１３１を滑りながら移動し，結果として図２（ｂ）に示すように先端２１２０がヨーク１の平坦部１２２と当接した状態となる。このとき，たとえばヨーク１の歯先部１１２の凸部１１２２，平坦部１２２，アーマチュア歯先部２１２の凸部２１２１，平坦部２２１とで囲まれた領域のように，ヨーク１の歯先部１１１、１１２、１１３・・・とアーマチュア２の歯先部２１１，２１２，２１３・・・との間に３１，３２，３３，・・・からなる隙間部３が形成される。なお，従来技術の時と同様に，制動力によって静止状態にあったアーマチュア２はＸ軸の負の方向に付勢された状態となるため，アーマチュアにはＦ３に示すＸ軸の正の方向の反力が作用する。
【００４４】
次に励磁状態から非励磁状態に切り替えた場合，たとえばアーマチュア２の歯先部２１２の先端２１２０がヨーク１の平坦部１２２と当接しており，かつ歯先部２１２の凸部２１２１とヨーク１の歯先部１１２の凸部１１２２との間には隙間部３２が形成されているため，残留磁束は先端２１２０と平坦部１１２あるいは凹部２１２２と凹部１１３１とを通りやすく，凸部２１２１と凸部１１２２とを通りにくくなる。そのため，図３（ａ）に示すように，アーマチュア２の歯先部２１２はヨーク１の歯先部１１３の凹部１１３１を滑りながらＺ軸の正の方向に離間する。このとき，アーマチュア２は（ｂ）の状態で付勢されたＸ軸負の向きとは逆に移動し，歯先部２１２，１１３の先端同士が当接する状態では（ａ）の状態よりもＸ軸正の方向へ付勢される。このとき，アーマチュア２にはＦ４に示すＸ軸の負の方向の反力が作用する（Ｆ３＞Ｆ４）。
【００４５】
そして反力Ｆ４が残留磁束による吸引力を上回ると，図３（ｂ）に示すようにアーマチュア２の歯先部２１２の先端はヨーク１の歯先部１１３の先端から離間する。このとき，アーマチュア２に作用していた反力Ｆ４は，従来技術におけるＦ２よりも小さいので，従来技術のようにアーマチュア２の歯先部２１２がヨーク１の歯先部１１３と衝突するのを防ぐことができる。あるいは，衝突した場合でも騒音の発生を抑制することができる。
【００４６】
次に，第２の実施形態について図４，図５（ａ）、（ｂ）および図６（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。第２の実施形態の電磁連結装置もまた，励磁作動形ツースブレーキＡに適用される。なお，第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を振り，説明を省略する。
【００４７】
第２の実施形態は，ヨークおよびアーマチュアの構成のみが第１の実施例と異なる。図４は，第２の実施形態におけるヨーク１’およびアーマチュア２’の詳細を示す。
【００４８】
ヨーク１’は，端面側の円周上に形成された第１の歯部１１’と，ヨーク中央部１２’とを有する。
【００４９】
アーマチュア２’は，ヨーク１’の第１の歯部１１’に対抗する位置に第２の歯部２１’と，ヨーク中央部１２’に対して突出したアーマチュア突出部２２’とを有する。
【００５０】
第１の歯部１１’および第２の歯部２１’は，図５（ａ）に示すように第１の実施例とは異なり平坦部を有しておらず，従来技術と同様に複数の山形形状の歯先部１１１’，１１２’，１１３’，・・・および２１１’，２１２’，２１３’，・・・が連続して形成されている。そして，外周から見て，ヨーク中央部１２’の端面は，ヨーク歯先部の先端１１１０’，１１２０’，１１３０’，・・・と谷１２１０，１２２０，・・・との間に位置し，アーマチュア突出部２２’の端面はアーマチュア歯先部の先端２１１０’，２１２０’，２１３０’，・・・と谷２２１０，２２２０，２２３０，・・・との間に位置している。すなわち，ヨーク中央部１２’およびアーマチュア突出部２２’は，第１の歯部１１’と第２の歯部２１’とが完全に噛み合う前に優先的に当接する当接部である。
【００５１】
このように構成しても，ツースブレーキを励磁状態から非励磁状態に切り替えた際に，アーマチュア２’の歯部２１’がヨーク１’の歯部１１’に衝突して発生する叩き音を抑制することができる。以下，図５（ａ）、（ｂ）および図６（ａ）、（ｂ）を参照しながらその作用について述べる。
【００５２】
図５（ａ）は，電磁連結前におけるヨーク１’の歯部１１’とアーマチュア２’の歯部２１’を示す図である。なお，以下の説明のため，従来技術の説明と同様にアーマチュア２’の電磁連結方向をＺ軸，ツースブレーキの外周面の接線方向をＸ軸と定義する。また，アーマチュア２’は図示しない他の負荷からの制動力によってヨーク１’に対して静止状態であるとする。なお，外周から見たヨーク１’の谷１２１０はＺ軸上にあり，アーマチュア２’の歯部２１’の先端部２１２０’は非励磁状態では図５（ａ）に示すようにＸ軸の正の方向にあるとする。
【００５３】
非励磁状態から励磁状態に切り替えた場合，アーマチュア２’の歯部２１’とヨーク１’の歯部１１’とを通る磁路が形成されて，アーマチュア２’はヨーク１’側すなわちＺ軸の負の方向に吸引される。そして，アーマチュア２’の歯部２１’の先端，たとえば歯先部２１２’の先端２１２０’は，ヨーク１’の歯部１１’の凹部である歯先部１１２’の左側の凹部１１２１’を滑り，ヨーク中央部１２’とアーマチュア突出部２２’とが当接するまで移動する。結果として，図５（ｂ）に示すように，先端２１２０’が歯先部１１２’の左側の凹部１１２１’に当接したまま電磁連結状態となる。すなわち，第１の実施形態と同様に，たとえばヨーク１の歯先部１１１’の先端１１１０’，凸部１１２２’，谷１２１０，アーマチュア歯先部２１２’の先端２１２０’，凸部２１２１’，谷２２１０とで囲まれた領域のように，ヨーク１の歯先部１１１’
、１１２’、１１３’・・・とアーマチュア２’の歯先部２１１’ ，２１２’，２１３’・・・との間に３１’，３２’，３３’，・・・からなる隙間部３’が形成される。なお，制動力によって静止状態にあったアーマチュア２’はＸ軸の負の方向に付勢された状態となるため，アーマチュアにはＦ３’に示すＸ軸の正の方向の反力が作用する。
【００５４】
次に励磁状態から非励磁状態に切り替えた場合，たとえばアーマチュア２の歯先部２１２’の先端２１２０’がヨーク１’の歯先部１１２’の左側の凹部１１２１’と当接しており，かつ歯先部２１２’の凸部２１２１’とヨーク１’の歯先部１１１’の凸部１１１２’との間には隙間部３１’が形成されているため，残留磁束は先端２１２０’と凹部１１２１’とを通りやすく，凸部２１２１’と凸部１１１２’とを通りにくくなる。そのため，図６（ａ）に示すように，アーマチュア２’の歯先部２１２’はヨーク１’の歯先部１１３’の凹部１１３１’を滑りながらＺ軸の正の方向に離間する。このとき，アーマチュア２’は（ｂ）の状態で付勢されたＸ軸負の向きとは逆に移動し，歯先部２１２’，１１３’の先端同士が当接する状態では（ａ）の状態よりもＸ軸正の方向へ付勢される。このとき，アーマチュア２’にはＦ４’に示すＸ軸の負の方向の反力が作用する（Ｆ３’＞Ｆ４’）。
【００５５】
そして反力Ｆ４’が残留磁束による吸引力を上回ると，図６（ｂ）に示すようにアーマチュア２’の歯先部２１２’の先端はヨーク１’の歯先部１１３’の先端から離間する。このとき，アーマチュア２’に作用していた反力Ｆ４’は，従来技術におけるＦ２’よりも小さいので，従来技術のようにアーマチュア２’の歯先部２１２’がヨーク１’の歯先部１１３’と衝突するのを防ぐことができる。あるいは，衝突した場合でも騒音の発生を抑制することができる。
【００５６】
特に第２の実施形態の場合，第１の実施形態とは異なり，歯先部以外の構成によって容易に隙間部を設けることができるだけでなく，隙間部の大きさをヨーク中央部１２’およびアーマチュア突出部２２’すなわち当接部の寸法によって容易に調整することができるので，歯先部の加工精度を上げることなく，低騒音かつ低コストな電磁連結装置を安定した品質で大量に製造することができる。
【００５７】
なお，第１および第２の実施形態において，非励磁状態から励磁状態に切り替えた際にアーマチュアの歯先部がヨークの歯先部に対してＸ軸の正の方向に向かって移動した場合についてのみ説明したが，アーマチュアの歯先部がヨークの歯先部に対してＸ軸の負の方向に向かって移動した場合についても，何ら問題はない。たとえば第１の実施形態において，非励磁状態におけるアーマチュア２の歯先部２１２の先端２１２０がＸ軸の負の方向にある場合には，励磁状態に切り替えるとアーマチュア２の歯先部２１２は，その凸部２１２１がヨーク１の歯先部１１２の凸部１１２２を滑った後に平坦部１２２に当接する。この場合，隙間部はアーマチュア２１の歯先部２１２の凹部２１２２，平坦部２２２，ヨーク１１の歯先部１１３の凹部１１３１，平坦部１２２とで囲まれた領域となる。そして，消磁状態に切り替えると凸部２１２１と凸部１１２２とが滑り，アーマチュアの歯先部の先端２１２０はヨークの歯先部の先端１１２０から離間するので，従来技術のようにアーマチュアの歯先部がヨークの歯先部と衝突するのを防ぐことが出来る。
【００５８】
また，第１および第２の実施形態では，ヨークまたはアーマチュアの歯先部の向きは同じであったが，逆向きでも構わない。たとえば，実施例１のヨーク１１の歯先部について，凸部が右側で凹部が左側として説明したが，凸部が左側で凹部が右側であっても良い。
【００５９】
本発明の電磁連結装置は，以上のような構成であるから，可及的な静音性が求められる自動扉用の励磁作動形ツースブレーキやツースクラッチへの利用が好適である。
【００６０】
以上，本発明の第１および第２の実施形態について説明したが，各部の具体的な構成は前述した実施形態のみに限定されるものではなく，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００６１】
たとえば，実施形態ではツースブレーキについて説明したが，本発明をツースクラッチに適用しても構わない。ツースクラッチに適用する場合は，図７に示すように、第１のトルク伝達部はロータ４，回転軸１３’’とからなり，第２のトルク伝達部はアーマチュア２’’，プーリ５’’，回転軸１３’’’，プーリ５’’に固定されてアーマチュア２’’をプーリ５’’側に付勢して一体的に回転させるための図示しない板バネとからなる。すなわち，ツースクラッチにおけるヨークとアーマチュアの代わりに，図７に示すロータ４とアーマチュア２’’との対抗面にそれぞれ設けられた歯部４１および２１’’に本発明が適用可能である。
【００６２】
第１の実施形態について，平坦部はヨーク１またはアーマチュア２のどちらか一方に設けられていても良い。たとえば，第１の歯部１１および第２の歯部２１のそれぞれについて歯先部のピッチが等しく，ヨーク１側に平坦部があり，アーマチュア２側には平坦部がなく従来と同じような複数の山形形状の歯先部が連続して設けられている構成でも良いし，あるいはその逆でも構わない。
【００６３】
第２の実施形態について，当接部はヨーク中央部１２’と，ヨーク１２’に向けて突出したアーマチュア突出部２２’から構成されていたが，ヨーク中央部１２’とアーマチュア突出部２２’の少なくとも一方が相手側に向けて突出しても良い。また，緩衝部材１５が当接部を兼ねていても良い。
【００６４】
また，第１と第２の実施形態を併用しても構わない。すなわち，ヨークまたはアーマチュアの歯部に平坦部およびヨークとアーマチュアに当接部が同時に設けられる構成としても良い。このように構成することにより，より確実に釈放時の叩き音を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ…励磁作動形ツースブレーキ
Ｂ…第１のトルク伝達部（励磁作動形ツースブレーキの固定部）
Ｃ…第２のトルク伝達部（励磁作動形ツースブレーキの回転部）
１，１’…ヨーク
２，２’…アーマチュア
３，３’…隙間部
５…プーリ
６…ベアリング
１１，１１’…第１の歯部
１２，１２’…第２の実施形態における当接部（ヨーク中央部）
１３…回転軸
１４…励磁コイル
２１，２１’…第２の歯部
２２，２２’…第２の実施形態における当接部（アーマチュア突出部）
５１…プレート
５２…板バネ
１１１，１１２，１１３，１１４，１１１’，１１２’，１１３’，１１４’…第１の歯先部
２１１，２１２，２１３，２１４，２１１’，２１２’，２１３’，２１４’…第２の歯先部
１２１，１２２，１２３，１２４…第１の実施形態における平坦部（ヨーク側）
２２１，２２２，２２３，２２４…第１の実施形態における平坦部（アーマチュア側）
【技術分野】
【０００１】
本発明は，歯部（ツース）同士の噛み合わせによりトルク伝達を行う電磁連結装置及び電磁連結装置を用いた自動扉装置に関し，特に電磁連結装置を励磁状態から非励磁状態に切り替えた際すなわちアーマチュアの釈放時に発生する「叩き音」と称する騒音の発生を低コストで抑制しうる電磁連結装置及び電磁連結装置を用いた自動扉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯部同士の噛み合わせによりトルク伝達を行う電磁連結装置を利用したものとして，たとえば励磁作動形のツースブレーキまたはツースクラッチが知られている。
【０００３】
たとえば特許文献１に示されるように，ツースクラッチは，ヨークと，ヨークに対して回転可能なロータと，ヨークの励磁時にロータに対して回転軸方向に移動してロータと電磁連結するアーマチュアとを備え，ヨークを励磁した際にロータとアーマチュアとの対向面に設けられたツース同士が噛み合うことによって，ロータとアーマチュア間のトルク伝達を可能にしている。また，ツースブレーキは，固定されたヨークと，ヨークに対して回転し，ヨークの励磁時にヨークに対して回転軸方向に移動してヨークと電磁連結するアーマチュアとからなり，ヨークを励磁した際にヨークとアーマチュアとの対向面に設けられたツース同士が噛み合うことによって，アーマチュアに制動トルクを伝達することが可能となっている。
【０００４】
たとえば図８（ａ）に示すように，ツースブレーキのヨーク９１およびアーマチュア９２の歯部の歯先部が台形形状である場合，不完全噛み合いとなるおそれがある。すなわち，ヨークに対するアーマチュアの相対角度によっては，励磁時に台形の上辺である平坦面同士が吸着し，噛み合う相対角度までアーマチュアが滑りを生じるという問題がある。この問題は，ツースブレーキであればアーマチュアが停止状態で励磁する場合，またはツースクラッチであればロータおよびアーマチュアがともに停止状態で励磁する場合，いわば静止連結時に発生しやすい。そこで静止連結時であってもヨークとアーマチュアとを完全噛み合いできるようにするため，ヨークおよびアーマチュアの歯先部を平坦面のない山形形状にする対策が取られている。たとえば図８（ｂ）に，山形形状のヨーク９１について示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３６８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが，歯先部を平坦面のない山形形状にした場合，歯先部の形状によっては励磁状態から非励磁状態に切り替えたとき，すなわちアーマチュアの釈放時に衝突音が発生するという問題がある。以下，詳細についてツースブレーキを例に挙げて説明する。
【０００７】
たとえば歯先部を切削加工により製作する場合，ヨークおよびアーマチュアの円周面に，断面が山形形状の切削工具９３を当てて歯切りを行い，歯先部の１つ１つを形成していく。すると，既に切削された方向に向かって，新しく形成された歯先部の先端部が切削工具によって押し出され，結果として図８（ｂ）に示すように，凹部９１１１および凸部９１１２を有し，先端部が全て同じ向きで折れ曲がったような歯先部９１１が形成される。こうして複数の歯先部からなる歯部が形成されたヨークおよびアーマチュアを対向させてツースブレーキを外周から見た様子を図９（ａ）、（ｂ）および図１０（ａ）、（ｂ）に示す。以下の説明のため，アーマチュアの電磁連結方向をＺ軸，ツースブレーキの外周面の接線方向をＸ軸と定義する。また，アーマチュアは図示しない他の負荷からの制動力によってヨークに対して静止状態であるとする。なお，外周から見たヨークの歯先部９１１と９１２の間の谷９１１３はＺ軸上にあり，アーマチュアの歯先部９２１の先端部９２１０は非励磁状態では図９（ａ）に示すようにＸ軸の正の方向にあるとする。また，各部の記号は図９および図１０に示す通りである。
【０００８】
非励磁状態から励磁状態に切り替えた場合，アーマチュアの歯先部とヨークの歯先部とを通る磁路が形成されてアーマチュアはヨーク側すなわちＺ軸の負の方向に吸引される。このとき，たとえばアーマチュアの歯先部の先端９２１０がヨークの歯先部の凹部９１２１を滑りながら移動し，結果として図９（ｂ）に示すように完全噛み合い状態で電磁連結する。すなわち，制動力によって静止状態にあったアーマチュアはＸ軸の負の方向に付勢された状態となるため，アーマチュアにはＦ１に示すＸ軸の正の方向の反力が作用する。
【０００９】
次に励磁状態から非励磁状態に切り替えた場合，図９（ｂ）に示すようにアーマチュアの歯先部の凸部９２１１とヨークの歯先部の凸部９１２２との隙間が狭いため，アーマチュアの歯部の凸部９２１１は，残留磁束による吸引力によって図１０（ａ）に示すようにヨークの歯先部の凸部９１１２を滑りながらＺ軸の正の方向に離間する。このとき，アーマチュアは（ｂ）の状態よりも更にＸ軸の負の方向に付勢された状態となるため，アーマチュアにはＦ２に示すＸ軸の正の方向の反力が作用する（Ｆ１＜Ｆ２）。
【００１０】
そして反力Ｆ２が残留磁束による吸引力を上回ると，図１０（ｂ）の破線に示すようにアーマチュアの歯先部の先端９２１０はヨークの歯先部９１１の先端９１１０から離間してＸ軸の正の方向に戻り，ヨークの歯先部９１２の先端と衝突する。このとき，アーマチュアは叩き音を発生する。そのため，たとえば建物内に設けられた自動扉の開閉用などにこのツースブレーキが用いられた場合には，ツースブレーキが耳障りな音を発生するため，建物内の静音性を低下させる原因となっていた。
【００１１】
以上の不都合は，切削加工などの歯部の製作方法が原因で発生するのではなく，主に歯先部の山形形状がツースブレーキの外周面から見て左右非対称形状である場合に発生する。すなわち，アーマチュアの釈放時において，歯先部の左右で残留磁束の偏りが生じることによって，アーマチュアに作用している制動力とは異なる向きに不要な力が生じる場合に発生する。なお，同様の不都合はツースクラッチでも起こりえる。こうした不都合は，たとえば残留磁束に偏りが生じないように加工精度を高くして歯先部を製作することによって解消できると考えられるが，製造コストが高くなるという問題が生じる。また，折れ曲がった歯先部の折れ曲がりを追加工により修正することも考えられるが，歯先部の山の高さが小さい場合（たとえば0.2〜0.3mm）には，修正は容易ではなく，また修正にかかるコストが高くなるという問題が生じる。
【００１２】
本発明は，このような課題に着目してなされたものであって，励磁作動形のツースブレーキやツースクラッチ等の電磁連結装置について，アーマチュアの釈放時に生じる「叩き音」と称される騒音の発生を低コストで抑制しうる電磁連結装置と，この電磁連結装置を用いた低騒音の自動扉装置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】
【００１３】
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。
【００１４】
すなわち，本発明の電磁連結装置は，第１のトルク伝達部と，該第１のトルク伝達部に回転軸方向で対向し該第１のトルク伝達部に対して前記回転軸の回転方向に制止した状態で電磁連結される第２のトルク伝達部とを備え，前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部との対向面にそれぞれ設けられた第１の歯部と第２の歯部とが前記電磁連結時に磁路の一部を形成しつつ一体的に噛み合うことにより前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部とのトルク伝達を行う電磁連結装置であって，前記第１の歯部が複数の山形形状の第１の歯先部を有し，前記第２の歯部が複数の山形形状の第２の歯先部を有し，前記電磁連結時に，前記第１の歯先部に隣り合う２つの前記第２の歯先部のうちいずれか一方のみが前記第１の歯先部と当接するように，前記第１の歯先部と他方の前記第２の歯先部との間に隙間部を有することを特徴とする。
【００１５】
ここで山形形状とは，山の先端部が鋭角あるいは丸みを帯びた形状いずれをも含む概念であり，隣り合う歯先部同士をつなぐ谷と歯先部の山すなわち先端とを結ぶ線が，直線あるいは曲線や不連続な線であっても良い。
【００１６】
このような構成によると，第１のトルク伝達部と第２のトルク伝達部とが電磁連結する際に，第１の歯部と第２の歯部とが当接して滑りながら噛み合いした場合には，歯部が当接していない側に隙間部が形成される。すなわち，第１の歯先部と第２の歯先部とがバックラッシュを有したまま電磁連結することになる。そのため，釈放時には残留磁束が隙間部よりも第１および第２の歯部同士が当接している部分に集中し，第１および第２の歯部が電磁連結時と同じように当接したまま離間するので，第１または第２のトルク伝達部に不要な力が作用することなく，第１のトルク伝達部と第２のトルク伝達部とが離間する。その結果，第１および第２の歯部同士が衝突する際の叩き音を抑制することができる。
【００１７】
特に好ましい適用対象としては、前記山形形状の第１または第２の歯先部の少なくともどちらか一方が，非対称形状であるものが挙げられる。
【００１８】
ここで歯先部が非対称形状とは，歯部を外周側から見て，歯先部の先端から回転軸と平行な線を延ばしたときに，その線に対して歯先部が非対称という意味である。なお，非対称な形状は，製作の結果として形成されていても良いし，意図的に設計して形成しても良い。また，経年変化や電磁連結装置の繰り返し動作の結果，非対称形状となった場合でも良い。
【００１９】
このような構成によると，歯先部が非対称形状であっても，第１および第２の歯部同士が衝突する際の叩き音を抑制することができる。たとえば従来のように切削加工によって歯先部を形成した際に，歯先部が折れ曲がった形状となった場合でも叩き音を抑制できる。そのため，折れ曲がった先端部を修正する必要がないので，修正にコストを不要とすることができる。
【００２０】
前記隙間部は，前記第１または第２の歯部の少なくとも一方において，当該歯部を構成する歯先部間に回転方向に伸びる平坦部によって形成されることが望ましい。
【００２１】
ここで平坦部とは，回転方向に一直線上に形成されるものであっても良いし，第１および第２の歯部同士の連結・離間を妨げないのであれば少なくとも一部に凹部または凸部を有していても良い。
【００２２】
このような構成によると，積極的に設けた平坦部によって隙間部が形成されるので，歯先部を製作する際の加工精度が低い場合であっても叩き音を抑制することができる。
【００２３】
また，前記隙間部は，前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部の間に，前記第１の歯先部と前記第２の歯先部が完全に噛み合う前に優先的に当接する当接部によって形成されることが望ましい。
【００２４】
ここで当接部は，第１または第２のトルク伝達部に一体的に設けられていても良いし，第１あるいは第２のトルク伝達部とは別部材で構成されていても良い。
【００２５】
この構成によると，第１のトルク伝達部と第２のトルク伝達部とが電磁連結する際に，第１の歯部と第２の歯部とが当接して滑りながら噛み合いした場合には，第１の歯部と第２のトルク歯部とが完全に噛み合う前に当接部が当接するので，歯部が当接していない側に隙間部が形成される。すなわち，歯先部の加工精度を上げることなく歯先部以外の構成によってバックラッシュを確実に設けることができるので，低騒音かつ低コストな電磁連結装置を安定した品質で得ることができる。
【００２６】
本発明の電磁連結装置は，以上の構成であるから，自動扉装置に適用して叩き音が抑制された励磁作動形の電磁ブレーキまたは電磁クラッチとして利用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は，以上説明した構成であるから，電磁連結装置を励磁状態から非励磁状態に切り替えた際に発生する叩き音を低減ないし抑制することができる。したがって，騒音の発生を低コストで抑制しうる電磁連結装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に関わる電磁連結装置を適用した励磁作動形のツースブレーキを示す正面図および側面図。
【図２】本発明の第１の実施形態の動作を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態の動作を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態に関わる電磁連結装置を適用した励磁作動形のツースブレーキのヨークおよびアーマチュアの断面を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態の動作を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態の動作を示す図。
【図７】本発明を適用した励磁作動形のツースクラッチを示す図。
【図８】従来のツースブレーキの歯先部を示す図。
【図９】従来のツースブレーキの動作を示す図。
【図１０】従来のツースブレーキの動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下，本発明の実施形態について，図面を参照して説明する。
【００３０】
第１の実施形態の電磁連結装置は，図１の励磁作動形ツースブレーキＡに適用される。このツースブレーキＡは，第１のトルク伝達部である固定部Ｂと，第２のトルク伝達部である回転部Ｃとからなる。
【００３１】
固定部Ｂは，鉄などの強磁性体からなるヨーク１と，ヨーク１に固定された回転軸１３と，軸心０回りに巻回された励磁コイル１４と，緩衝部材１５と，アルミなどの非磁性体からなる防塵カバー１６とからなる。固定部Ｂは図示しない他の機器に固定される。なお，緩衝部材１５は，アーマチュアをヨークに吸引した際にアーマチュアとヨークとの衝突を緩和するための部材であり，衝撃を吸収できるものであればゴムやコイルバネ，板バネなどの弾性部材でもよいし，樹脂などの粘弾性部材であっても良い。また，防塵カバー１６は歯部と歯部との間に埃や油などの異物の混入を防ぐためのカバーであり，非磁性体であればアルミ以外の金属だけでなく，樹脂やゴムシートなどでも構わない。
【００３２】
ヨーク１は，端面部の円周上に形成された第１の歯部１１と，ヨーク中央部１２とを有する。
【００３３】
回転軸１３は，ヨーク１より突出する回転軸突出部１３１を有する。
【００３４】
励磁コイル１４は，リード線１４１によって図示しない外部電源により励磁あるいは非励磁が切り替えられる。
【００３５】
回転部Ｃは，軸心０回りに回転して図示しない他の機器などにより外部の回転トルクが伝達されるプーリ５と，プーリ５に固定されてプーリ５を回転軸突出部１３１に対して回転自在にするためのベアリング６と，プーリ５に固定されてプーリ５と一体的に回転するプレート５１と，鉄などの強磁性体からなるアーマチュア２と，プレート５１に固定されてアーマチュア２をプーリ５側に付勢しプーリ５およびプレート５１と一体的に回転させるための板バネ５２とからなる。この回転部Ｃは，回転軸突出部１３１から軸方向に抜け落ちるのを防ぐためにストッパ７によって軸方向の移動が拘束されている。なお，プーリ５は，他の機器とたとえばベルトなどの伝達部材によって他の機器と連結されている。勿論，プーリの代わりに歯車によって他の機器と直接連結されていても良い。また，ベアリング６は軸方向に２つ直列に設けられているが，１つあるいは２つ以上設けられていても良い。板バネ５２は，アーマチュア２をプーリ５側に付勢する弾性部材の一例として採用したものであり，他の弾性部材として、たとえばプレート５１に対するアーマチュアの回転を別部材で拘束するなどしてコイルバネを用いるようにしても良い。
【００３６】
アーマチュア２は，ヨーク１の第１の歯部１１に対抗する位置に第２の歯部２１と，ヨーク中央部１２に対して突出したアーマチュア突出部２２とを有する。このアーマチュアは，内周２３に回転軸突出部１３１が遊嵌状態で挿通されるとともに，前述した板バネ５２によって，常時，ヨーク１の第１の歯部１１からアーマチュア２の第２の歯部２１が離間する方向に弾性力の作用を受けている。
【００３７】
カラー８はアルミなどの非磁性体からなり，固定部Ｂに対する回転部Ｃの軸方向位置，すなわち非励磁時におけるヨーク１の第１の歯部１１とアーマチュア２の第２の歯部２１との間隔（ギャップ）を一定に保つ役割を持つ。
【００３８】
すなわち，図１の状態から励磁されることによって，ヨーク１の第１の歯部１１，アーマチュアの第２の歯部２１，アーマチュア２，アーマチュア中央部２２，そしてヨーク中央部１２を通る磁路が形成されるため，アーマチュア２は板バネ５２の反力に打ち勝ってヨーク１側に吸引され，第１の歯部１１と第２の歯部２１とで噛み合いを生じる。なお，第１の実施形態では，電磁連結状態においてヨーク中央部１２とアーマチュア中央部２２とは離間したままである。アーマチュア２は，電磁連結状態では固定部Ｂより制動トルクを伝達されて回転部Ｂに制動トルクを作用させる。そして，消磁されることによって，アーマチュア２が板バネ５２の反力の作用によりヨーク１から離間し，第１および第２の歯部１１，２１とは噛み合い状態から開放されて釈放状態となる。その結果，回転部Ｃへの制動トルクが解除される。
【００３９】
このような構成において，制動状態から制動解除状態，すなわち励磁状態から非励磁状態へ切り替えた際に，歯部の左右に残留磁束の偏りが生じてアーマチュア２に作用している制動力とは異なる向きに不要な力が生じることによって，アーマチュア２の歯部２１がヨーク１の歯部１１に衝突して「叩き音」と称する騒音を発生するおそれがある。
【００４０】
そこで本実施形態は，山形形状の歯先部が複数連続して並ぶ従来のヨークおよびアーマチュアの歯部の構成から，図２（ａ）に示すように隣り合う歯先部１１１，１１２，１１３，１１４，・・・および２１１，２１２，２１３，・・・の間に平坦部１２１，１２２，１２３，１２４，・・・および２２１，２２２，２２３，・・・を有する歯部の構成としている。なお，第１の歯先部１１１，１１２，１１３，・・・は，従来技術と同様に，歯先部の先端を通る二等分線に対して凸部１１１２，１１２２，１１３２，・・・と凹部１１１１，１１２１，１１３１，・・・を有する非対称形状であり、第２の歯先部２１１，２１２、・・・も，従来技術と同様に，歯先部の先端を通る二等分線に対して凸部２１１１，２１２１・・・と凹部２１１２，２１２２・・・を有する非対称形状である。
【００４１】
このように構成すると，ツースブレーキを励磁状態から非励磁状態に切り替えた際に，アーマチュア２の歯部２１がヨーク１の歯部１１に衝突して発生する叩き音を抑制することができる。以下，図２（ａ）、（ｂ）および図３（ａ）、（ｂ）を参照しながらその作用について述べる。
【００４２】
図２（ａ）は，電磁連結前におけるヨーク１の歯部１１とアーマチュア２の歯部２１を示す図である。なお，以下の説明のため，従来技術の説明と同様にアーマチュア２の電磁連結方向をＺ軸，ツースブレーキの外周面の接線方向をＸ軸と定義する。また，アーマチュア２は図示しない他の負荷からの制動力によってヨーク１に対して回転軸の回転方向に制止した状態であるとする。なお，外周から見たヨーク１の平坦部１２２はその略中央部がＺ軸上にあり，ヨークの歯部の先端部２１２０は非励磁状態では図２（ａ）に示すようにＸ軸の正の方向にあるとする。
【００４３】
非励磁状態から励磁状態に切り替えた場合，アーマチュア２の歯部２１とヨーク１の歯部１１とを通る磁路が形成されてアーマチュア２はヨーク１側すなわちＺ軸の負の方向に吸引される。そして，アーマチュア２の歯部２１の先端，たとえば歯先部２１２の先端２１２０は，ヨーク１の歯部１１の凹部である歯先部１１３の左側の凹部１１３１を滑りながら移動し，結果として図２（ｂ）に示すように先端２１２０がヨーク１の平坦部１２２と当接した状態となる。このとき，たとえばヨーク１の歯先部１１２の凸部１１２２，平坦部１２２，アーマチュア歯先部２１２の凸部２１２１，平坦部２２１とで囲まれた領域のように，ヨーク１の歯先部１１１、１１２、１１３・・・とアーマチュア２の歯先部２１１，２１２，２１３・・・との間に３１，３２，３３，・・・からなる隙間部３が形成される。なお，従来技術の時と同様に，制動力によって静止状態にあったアーマチュア２はＸ軸の負の方向に付勢された状態となるため，アーマチュアにはＦ３に示すＸ軸の正の方向の反力が作用する。
【００４４】
次に励磁状態から非励磁状態に切り替えた場合，たとえばアーマチュア２の歯先部２１２の先端２１２０がヨーク１の平坦部１２２と当接しており，かつ歯先部２１２の凸部２１２１とヨーク１の歯先部１１２の凸部１１２２との間には隙間部３２が形成されているため，残留磁束は先端２１２０と平坦部１１２あるいは凹部２１２２と凹部１１３１とを通りやすく，凸部２１２１と凸部１１２２とを通りにくくなる。そのため，図３（ａ）に示すように，アーマチュア２の歯先部２１２はヨーク１の歯先部１１３の凹部１１３１を滑りながらＺ軸の正の方向に離間する。このとき，アーマチュア２は（ｂ）の状態で付勢されたＸ軸負の向きとは逆に移動し，歯先部２１２，１１３の先端同士が当接する状態では（ａ）の状態よりもＸ軸正の方向へ付勢される。このとき，アーマチュア２にはＦ４に示すＸ軸の負の方向の反力が作用する（Ｆ３＞Ｆ４）。
【００４５】
そして反力Ｆ４が残留磁束による吸引力を上回ると，図３（ｂ）に示すようにアーマチュア２の歯先部２１２の先端はヨーク１の歯先部１１３の先端から離間する。このとき，アーマチュア２に作用していた反力Ｆ４は，従来技術におけるＦ２よりも小さいので，従来技術のようにアーマチュア２の歯先部２１２がヨーク１の歯先部１１３と衝突するのを防ぐことができる。あるいは，衝突した場合でも騒音の発生を抑制することができる。
【００４６】
次に，第２の実施形態について図４，図５（ａ）、（ｂ）および図６（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。第２の実施形態の電磁連結装置もまた，励磁作動形ツースブレーキＡに適用される。なお，第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を振り，説明を省略する。
【００４７】
第２の実施形態は，ヨークおよびアーマチュアの構成のみが第１の実施例と異なる。図４は，第２の実施形態におけるヨーク１’およびアーマチュア２’の詳細を示す。
【００４８】
ヨーク１’は，端面側の円周上に形成された第１の歯部１１’と，ヨーク中央部１２’とを有する。
【００４９】
アーマチュア２’は，ヨーク１’の第１の歯部１１’に対抗する位置に第２の歯部２１’と，ヨーク中央部１２’に対して突出したアーマチュア突出部２２’とを有する。
【００５０】
第１の歯部１１’および第２の歯部２１’は，図５（ａ）に示すように第１の実施例とは異なり平坦部を有しておらず，従来技術と同様に複数の山形形状の歯先部１１１’，１１２’，１１３’，・・・および２１１’，２１２’，２１３’，・・・が連続して形成されている。そして，外周から見て，ヨーク中央部１２’の端面は，ヨーク歯先部の先端１１１０’，１１２０’，１１３０’，・・・と谷１２１０，１２２０，・・・との間に位置し，アーマチュア突出部２２’の端面はアーマチュア歯先部の先端２１１０’，２１２０’，２１３０’，・・・と谷２２１０，２２２０，２２３０，・・・との間に位置している。すなわち，ヨーク中央部１２’およびアーマチュア突出部２２’は，第１の歯部１１’と第２の歯部２１’とが完全に噛み合う前に優先的に当接する当接部である。
【００５１】
このように構成しても，ツースブレーキを励磁状態から非励磁状態に切り替えた際に，アーマチュア２’の歯部２１’がヨーク１’の歯部１１’に衝突して発生する叩き音を抑制することができる。以下，図５（ａ）、（ｂ）および図６（ａ）、（ｂ）を参照しながらその作用について述べる。
【００５２】
図５（ａ）は，電磁連結前におけるヨーク１’の歯部１１’とアーマチュア２’の歯部２１’を示す図である。なお，以下の説明のため，従来技術の説明と同様にアーマチュア２’の電磁連結方向をＺ軸，ツースブレーキの外周面の接線方向をＸ軸と定義する。また，アーマチュア２’は図示しない他の負荷からの制動力によってヨーク１’に対して静止状態であるとする。なお，外周から見たヨーク１’の谷１２１０はＺ軸上にあり，アーマチュア２’の歯部２１’の先端部２１２０’は非励磁状態では図５（ａ）に示すようにＸ軸の正の方向にあるとする。
【００５３】
非励磁状態から励磁状態に切り替えた場合，アーマチュア２’の歯部２１’とヨーク１’の歯部１１’とを通る磁路が形成されて，アーマチュア２’はヨーク１’側すなわちＺ軸の負の方向に吸引される。そして，アーマチュア２’の歯部２１’の先端，たとえば歯先部２１２’の先端２１２０’は，ヨーク１’の歯部１１’の凹部である歯先部１１２’の左側の凹部１１２１’を滑り，ヨーク中央部１２’とアーマチュア突出部２２’とが当接するまで移動する。結果として，図５（ｂ）に示すように，先端２１２０’が歯先部１１２’の左側の凹部１１２１’に当接したまま電磁連結状態となる。すなわち，第１の実施形態と同様に，たとえばヨーク１の歯先部１１１’の先端１１１０’，凸部１１２２’，谷１２１０，アーマチュア歯先部２１２’の先端２１２０’，凸部２１２１’，谷２２１０とで囲まれた領域のように，ヨーク１の歯先部１１１’
、１１２’、１１３’・・・とアーマチュア２’の歯先部２１１’ ，２１２’，２１３’・・・との間に３１’，３２’，３３’，・・・からなる隙間部３’が形成される。なお，制動力によって静止状態にあったアーマチュア２’はＸ軸の負の方向に付勢された状態となるため，アーマチュアにはＦ３’に示すＸ軸の正の方向の反力が作用する。
【００５４】
次に励磁状態から非励磁状態に切り替えた場合，たとえばアーマチュア２の歯先部２１２’の先端２１２０’がヨーク１’の歯先部１１２’の左側の凹部１１２１’と当接しており，かつ歯先部２１２’の凸部２１２１’とヨーク１’の歯先部１１１’の凸部１１１２’との間には隙間部３１’が形成されているため，残留磁束は先端２１２０’と凹部１１２１’とを通りやすく，凸部２１２１’と凸部１１１２’とを通りにくくなる。そのため，図６（ａ）に示すように，アーマチュア２’の歯先部２１２’はヨーク１’の歯先部１１３’の凹部１１３１’を滑りながらＺ軸の正の方向に離間する。このとき，アーマチュア２’は（ｂ）の状態で付勢されたＸ軸負の向きとは逆に移動し，歯先部２１２’，１１３’の先端同士が当接する状態では（ａ）の状態よりもＸ軸正の方向へ付勢される。このとき，アーマチュア２’にはＦ４’に示すＸ軸の負の方向の反力が作用する（Ｆ３’＞Ｆ４’）。
【００５５】
そして反力Ｆ４’が残留磁束による吸引力を上回ると，図６（ｂ）に示すようにアーマチュア２’の歯先部２１２’の先端はヨーク１’の歯先部１１３’の先端から離間する。このとき，アーマチュア２’に作用していた反力Ｆ４’は，従来技術におけるＦ２’よりも小さいので，従来技術のようにアーマチュア２’の歯先部２１２’がヨーク１’の歯先部１１３’と衝突するのを防ぐことができる。あるいは，衝突した場合でも騒音の発生を抑制することができる。
【００５６】
特に第２の実施形態の場合，第１の実施形態とは異なり，歯先部以外の構成によって容易に隙間部を設けることができるだけでなく，隙間部の大きさをヨーク中央部１２’およびアーマチュア突出部２２’すなわち当接部の寸法によって容易に調整することができるので，歯先部の加工精度を上げることなく，低騒音かつ低コストな電磁連結装置を安定した品質で大量に製造することができる。
【００５７】
なお，第１および第２の実施形態において，非励磁状態から励磁状態に切り替えた際にアーマチュアの歯先部がヨークの歯先部に対してＸ軸の正の方向に向かって移動した場合についてのみ説明したが，アーマチュアの歯先部がヨークの歯先部に対してＸ軸の負の方向に向かって移動した場合についても，何ら問題はない。たとえば第１の実施形態において，非励磁状態におけるアーマチュア２の歯先部２１２の先端２１２０がＸ軸の負の方向にある場合には，励磁状態に切り替えるとアーマチュア２の歯先部２１２は，その凸部２１２１がヨーク１の歯先部１１２の凸部１１２２を滑った後に平坦部１２２に当接する。この場合，隙間部はアーマチュア２１の歯先部２１２の凹部２１２２，平坦部２２２，ヨーク１１の歯先部１１３の凹部１１３１，平坦部１２２とで囲まれた領域となる。そして，消磁状態に切り替えると凸部２１２１と凸部１１２２とが滑り，アーマチュアの歯先部の先端２１２０はヨークの歯先部の先端１１２０から離間するので，従来技術のようにアーマチュアの歯先部がヨークの歯先部と衝突するのを防ぐことが出来る。
【００５８】
また，第１および第２の実施形態では，ヨークまたはアーマチュアの歯先部の向きは同じであったが，逆向きでも構わない。たとえば，実施例１のヨーク１１の歯先部について，凸部が右側で凹部が左側として説明したが，凸部が左側で凹部が右側であっても良い。
【００５９】
本発明の電磁連結装置は，以上のような構成であるから，可及的な静音性が求められる自動扉用の励磁作動形ツースブレーキやツースクラッチへの利用が好適である。
【００６０】
以上，本発明の第１および第２の実施形態について説明したが，各部の具体的な構成は前述した実施形態のみに限定されるものではなく，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００６１】
たとえば，実施形態ではツースブレーキについて説明したが，本発明をツースクラッチに適用しても構わない。ツースクラッチに適用する場合は，図７に示すように、第１のトルク伝達部はロータ４，回転軸１３’’とからなり，第２のトルク伝達部はアーマチュア２’’，プーリ５’’，回転軸１３’’’，プーリ５’’に固定されてアーマチュア２’’をプーリ５’’側に付勢して一体的に回転させるための図示しない板バネとからなる。すなわち，ツースクラッチにおけるヨークとアーマチュアの代わりに，図７に示すロータ４とアーマチュア２’’との対抗面にそれぞれ設けられた歯部４１および２１’’に本発明が適用可能である。
【００６２】
第１の実施形態について，平坦部はヨーク１またはアーマチュア２のどちらか一方に設けられていても良い。たとえば，第１の歯部１１および第２の歯部２１のそれぞれについて歯先部のピッチが等しく，ヨーク１側に平坦部があり，アーマチュア２側には平坦部がなく従来と同じような複数の山形形状の歯先部が連続して設けられている構成でも良いし，あるいはその逆でも構わない。
【００６３】
第２の実施形態について，当接部はヨーク中央部１２’と，ヨーク１２’に向けて突出したアーマチュア突出部２２’から構成されていたが，ヨーク中央部１２’とアーマチュア突出部２２’の少なくとも一方が相手側に向けて突出しても良い。また，緩衝部材１５が当接部を兼ねていても良い。
【００６４】
また，第１と第２の実施形態を併用しても構わない。すなわち，ヨークまたはアーマチュアの歯部に平坦部およびヨークとアーマチュアに当接部が同時に設けられる構成としても良い。このように構成することにより，より確実に釈放時の叩き音を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ…励磁作動形ツースブレーキ
Ｂ…第１のトルク伝達部（励磁作動形ツースブレーキの固定部）
Ｃ…第２のトルク伝達部（励磁作動形ツースブレーキの回転部）
１，１’…ヨーク
２，２’…アーマチュア
３，３’…隙間部
５…プーリ
６…ベアリング
１１，１１’…第１の歯部
１２，１２’…第２の実施形態における当接部（ヨーク中央部）
１３…回転軸
１４…励磁コイル
２１，２１’…第２の歯部
２２，２２’…第２の実施形態における当接部（アーマチュア突出部）
５１…プレート
５２…板バネ
１１１，１１２，１１３，１１４，１１１’，１１２’，１１３’，１１４’…第１の歯先部
２１１，２１２，２１３，２１４，２１１’，２１２’，２１３’，２１４’…第２の歯先部
１２１，１２２，１２３，１２４…第１の実施形態における平坦部（ヨーク側）
２２１，２２２，２２３，２２４…第１の実施形態における平坦部（アーマチュア側）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のトルク伝達部と，該第１のトルク伝達部に回転軸方向で対向し該第１のトルク伝達部に対して前記回転軸の回転方向に制止した状態で電磁連結される第２のトルク伝達部とを備え，前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部との対向面にそれぞれ設けられた第１の歯部と第２の歯部とが前記電磁連結時に磁路の一部を形成しつつ一体的に噛み合うことにより前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部とのトルク伝達を行う電磁連結装置であって，
前記第１の歯部が複数の山形形状の第１の歯先部を有し，
前記第２の歯部が複数の山形形状の第２の歯先部を有し，
前記電磁連結時に，前記第１の歯先部に隣り合う２つの前記第２の歯先部のうちいずれか一方のみが前記第１の歯先部と当接するように，前記第１の歯先部と他方の前記第２の歯先部との間に隙間部を有する
ことを特徴とする電磁連結装置
【請求項２】
請求項１に記載の電磁連結装置であって，
前記山形形状の第１または第２の歯先部の少なくともどちらか一方が，非対称形状である
ことを特徴とする電磁連結装置
【請求項３】
請求項１または２に記載の電磁連結装置であって，
前記隙間部は，前記第１または第２の歯部の少なくとも一方において，当該歯部を構成する歯先部間に回転方向に伸びる平坦部によって形成される
ことを特徴とする電磁連結装置
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の電磁連結装置であって，
前記隙間部は，前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部の間に，前記第１の歯先部と前記第２の歯先部が完全に噛み合う前に優先的に当接する当接部によって形成される
ことを特徴とする電磁連結装置
【請求項５】
請求項１乃至４に記載の電磁連結装置を備えたことを特徴とする自動扉装置
【請求項１】
第１のトルク伝達部と，該第１のトルク伝達部に回転軸方向で対向し該第１のトルク伝達部に対して前記回転軸の回転方向に制止した状態で電磁連結される第２のトルク伝達部とを備え，前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部との対向面にそれぞれ設けられた第１の歯部と第２の歯部とが前記電磁連結時に磁路の一部を形成しつつ一体的に噛み合うことにより前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部とのトルク伝達を行う電磁連結装置であって，
前記第１の歯部が複数の山形形状の第１の歯先部を有し，
前記第２の歯部が複数の山形形状の第２の歯先部を有し，
前記電磁連結時に，前記第１の歯先部に隣り合う２つの前記第２の歯先部のうちいずれか一方のみが前記第１の歯先部と当接するように，前記第１の歯先部と他方の前記第２の歯先部との間に隙間部を有する
ことを特徴とする電磁連結装置
【請求項２】
請求項１に記載の電磁連結装置であって，
前記山形形状の第１または第２の歯先部の少なくともどちらか一方が，非対称形状である
ことを特徴とする電磁連結装置
【請求項３】
請求項１または２に記載の電磁連結装置であって，
前記隙間部は，前記第１または第２の歯部の少なくとも一方において，当該歯部を構成する歯先部間に回転方向に伸びる平坦部によって形成される
ことを特徴とする電磁連結装置
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の電磁連結装置であって，
前記隙間部は，前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部の間に，前記第１の歯先部と前記第２の歯先部が完全に噛み合う前に優先的に当接する当接部によって形成される
ことを特徴とする電磁連結装置
【請求項５】
請求項１乃至４に記載の電磁連結装置を備えたことを特徴とする自動扉装置
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１６４１７５（Ｐ２０１０−１６４１７５Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８８０２（Ｐ２００９−８８０２）
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
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