JP2000320590A - ブレーキ付電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチのＯＮ、ＯＦＦ時に構成部品の集積
誤差による隙間を生じて、応答性が劣化するのを解消
し、また集積誤差を従来のシムにより調整することを不
必要にする。 【解決手段】 カラー５１ａ、５１ｂを介して被動軸と
共に回転するハブ５６の円板部５６ｂの内方側面にコイ
ルボビン５８とスプライン係合するブレーキリング６０
を、反対側面にブレーキアーマチュア６１に固定された
リング状板ばね６２を配して、クラッチのＯＮ、ＯＦＦ
時に構成部品の集積誤差による隙間を生じない構造にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型電磁クラッ
チ、特に複写機、プリンタなどに給紙する等のために使
用されるブレーキ付電磁クラッチの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術を示す一例として、特開平８−
１４５０９６号にはブレーキ摩擦面からの摩耗粉が軸受
摺動部に落下しないようにしてコイルばねを内蔵し、小
型化されて低コストで生産できて給紙用等に適したブレ
ーキ付電磁クラッチが開示されている。図３では、前記
公開公報に開示された図面の左右を逆転して本願発明の
図面と同一方向にし、 比較を一層容易にしたものであ
る。縦断側面図の図３（Ａ）と、 図３（Ａ）のＡ矢視図
である平面図の図３（Ｂ）とを参照して概略を説明す
る。図３（Ａ）を参照すると、右方の軸端に近い部分か
ら被動軸２５の外周に嵌め込まれ軸のほぼ中央の部分ま
で延在し、 中間で半径方向の肉厚が減少された第１のカ
ラー２２ａを形成する。

【０００３】この第１のカラー２２ａの軸方向の反対側
の、 軸方向に約半分入った位置から内方の被動軸側の肉
厚が低減され、前記第１のカラー２２ａの外径が低減さ
れた部分に第２のカラー２２ｂが設けられる。この第２
のカラー２２ｂは、外嵌された内周部と、前記第１のカ
ラー２２ａの外周面と面一にされた外周面とを有する脚
２２′ｂと、 この脚２２′ｂと一体に、 ほぼ中間で半径
方向外方に垂直に曲げられた第２の脚部２２ｃと、さら
にその外方で前記の脚２２′ｂに平行に曲げられた脚２
２ｄとを有し、断面がほぼＪ字状の底付き２重円環状に
形成される。この第２のカラー２２ｂは後述のようにロ
ータの機能がある。第２のカラー２２ｂの軸方向の左端
近くでは、軸受３９と止め輪１７とにより軸方向への移
動が拘束され半径方向に延在する突出部２３ｂと、軸方
向の脚２３ａとに囲まれて断面形状がＬ字状の環状のシ
ェル２３が配置される。このシェル２３の半径方向に延
在する突出部２３ｂと軸方向の脚２３ａとに囲まれて断
面形状がＵ字形のコイルボビン３５が配置される。

【０００４】このコイルボビン３５の軸方向のほぼ中間
で半径方向に延びる脚３５ａは、前記第２のカラー２２
ｂの軸方向の内方から半径方向外方に立ち上がる環状の
脚部２２ｃと対向する。前記のコイルボビン３５は、前
記の脚２２′ｂに平行な脚３５ｂと、前記シェル２３の
外方の突出部２３ｂの内方に密接する側板３５ｃと、こ
の側板３５ｃの軸方向の外端から軸方向の内方に直角に
曲がる突起３５ｄとから構成される。前記第２のカラー
２２ｂの軸方向内方に向かって曲げられた脚２２ｄの半
径方向の外方にはリング３３が配置され、これと軸方向
に整列して前記コイルボビン３５の突起３５ｄが配置さ
れ、この突起３５ｄは前記リング３３の軸方向外端のス
リット３３ａに当接する。コイルボビン３５の脚３５
ａ、３５ｂ及び側板３５ｃにより形成される凹部内にコ
イル２４が収納される。

【０００５】図３（Ａ）と（Ｂ）を参照すると、前記円
板状のシェル２３の半径方向外方（図では上方）に延び
る突出部２３ｂは、前記のコイルボビン３５の半径方向
に延びる側板３５ｃの軸方向の外側に密着されて、最外
側のシェル２３を構成する。このシェル２３は、第２の
カラー２２ｂと、コイルボビンの脚３５ｂとの中間に、
断面がＬ字形のシェル２３の軸線に平行な第２の脚２３
ａと、この脚２３ａに垂直で前記最外側の円板形の部材
２３ｃとにより形成される。前記リング３３の内面に固
定されるライニング３３ｂの左先端と、 前記コイルボビ
ン３５の軸方向内周端との間には、コイルばね３４が収
容される。第２のカラー２２ｂの第２の脚部２２ｃの半
径方向の外端近くには、前記コイルボビン３５の脚３５
ａとの間に軸方向に貫通する複数個の空隙２２ｇが弧状
に設けられて、その軸線方向外側に摩擦材料２２ｈが配
置され、さらに、この外側にクラッチアーマチュア１
が、板ばね１２ｃに支持されて配置される。

【０００６】この従来技術の作動について述べると、コ
イル２４が通電されないクラッチＯＦＦ時には、図４
（Ａ）に示すように、 前記コイルばね３４により前記第
２のカラー２２ｂにはライニング３３ｂを介してブレー
キ力を付与する。一方、コイル２４が励磁されるクラッ
チＯＮ時には、 図３（Ａ）及び特に図４（Ｂ）に示すよ
うに磁束Φにより前記のリング３３を磁極体であるシェ
ル２３に吸引させてブレーキを解放して通常のクラッチ
機能、 つまりクラッチアーマチュア１が第２のカラー２
２ｂに吸引されてギヤ１２からのトルクが第２のカラー
２２ｂを介して被動軸側へ伝動される。リング３３の軸
方向の外端部には、一方の連係部としてのスリット３３
ａを備えて、 コイルボビン３５の前記スリット３３ａに
対応する位置に他方の連係部として突起３５ｄを備える
構成である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、クラッ
チのＯＦＦ時つまりコイルの無励磁状態と、ＯＮ時のコ
イルの励磁状態とでの各部材の関係位置を、それぞれ、
図４（Ａ）と図４（Ｂ）とに示した。これら各図におい
て、軸方向左端の止め輪１７の内側面から第２の脚部２
２ｃの内面までの距離をとし、軸受３９の外側からシ
ェル２３の半径方向に延在する円板部内面までの距離を
とし、前記シェル２３の半径方向円板部内面からライ
ニング３３ｂのコイルばね３４の接触面までの距離を
とし、前記コイルばね３４との接触面から第２のカラー
２２ｂの内面までの距離をとする。

【０００８】前記クラッチのＯＦＦ時には、前記コイル
ばね３４の力が作用して各部品の集積誤差により、シェ
ル２３の円板部内面とリング（ブレーキアーマチュア）
３３との間に、隙間δ１＝−（＋＋）を、また
第２のカラー２２ｂの軸方向内面と軸受３９との間に同
様に、集積誤差により隙間δ２を生ずる。一方、クラッ
チのＯＮ時には磁束Φが作用して各部品の集積誤差によ
り第２のカラー２２ｂとライニング３３ｂとの接触面が
離れて隙間δ１となり、止め輪１７と軸受３９との間が
隙間δ２となる。

【０００９】隙間δ１は、励磁時の応答性を高めるため
には少なくすることが望ましいが、距離乃至に関係
する各部品の集積誤差から生ずるので、一定値にはなら
ず、シム等により調整する必要があり組立が容易でな
い。また、コイルばね３４の作用上、隙間δ２は隙間δ
１より小さいことが必要であり同じく集積誤差より生じ
吸収は困難である。そこで部品の集積誤差を少なくし、
隙間調整の不要なブレーキ付電磁クラッチを提供するの
が本発明に課された課題である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、後述する図
１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、図２（Ｂ）を参照
して、カラー５１ａ、５１ｂと共に回転するハブ５６の
円板部５６ｂの内方側面に、内周がコイルボビン５８と
スプライン係合するブレーキリング６０を、外方側面に
はブレーキアーマチュア６１に固定されたリング状の板
ばね６２とを配した。これによりクラッチＯＦＦ時に
は、図１（Ａ）と（Ｂ）に示すようにこのリング状の板
ばね６２の力により、ブレーキリング６０が、ハブの円
板部５６ｂとブレーキアーマチュア６１に固定された非
磁性ガイドリング６３との間に挟まれ、摩擦力によりハ
ブ５６にブレーキ作用を与える。一方、クラッチＯＮ時
には磁極体となるステータ５９とハブ５６及びブレーキ
アーマチュア６１を通る磁束の作用により、 ブレーキリ
ング６０がリング状の板ばね６２の力に抗して挟まれた
ブレーキリング６０を解放し、一方、クラッチアーマチ
ュア５５がロータ５２に吸着されて通常のクラッチ機能
を行うことにより上記の課題を解決した。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明によるブレーキ付電磁クラ
ッチの、ＯＦＦ時と、ＯＮ時との縦断側面図を、それぞ
れ、図１（Ａ）と図２（Ａ）とに示し、それぞれのブレ
ーキ部の拡大図を、図１（Ｂ）と図２（Ｂ）とに示す。
被動軸５０に固定して取り付けられる非磁性の第１のカ
ラー５１ａと、第２のカラー５１ｂとは、軸方向の中間
部に夫々第１及び第２の段部５１ｊと、 ５１ｋとを有す
る。これら両段部５１ｊ、 ５１ｋに挟まれて、半径方向
外方と軸方向内方に延びるロータ５２が装着される。第
１のカラー５１ａの段部５１ｊの側面に、ロータ５２の
脚部５２ａが配置され、この脚部５２ａを介して反対側
に第２のカラー５１ｂが軸方向外方（左方）に延び、第
２のカラー５１ｂの薄肉部５１ｈの下方に第１のカラー
５１ａの薄肉部５１ｇが置かれる。なお、第１のカラー
５１ａの厚肉部の厚さは、前記第１のカラー５１ａの薄
肉部５１ｇと第２のカラー５１ｂの薄肉部５１ｈの合計
厚さに等しく、これらの上下両面は面一になる。

【００１２】前記ロータ５２が、前記の段部５１ｊに密
接して半径方向外方に延び、 この外方端で軸方向の内方
に５２ｂとして曲がり、この５２ｂの半径方向の内周面
５２ｃに、ステータ５９の軸方向に延びる外周面が隙間
を保って位置される。前記第１のカラー５１ａの段部５
１ｊに接触するロータ５２の軸方向の側面に、 第２のカ
ラー５１ｂが配置され、前記第１のカラー５１ａの軸方
向断面と、前記第２のカラー５１ｂの段部５１ｋとが接
触係合され２面係合部は面一になる。第１のカラー５１
ａの半径方向外周に、断面形状がユの字、またはｈ字形
のボス５３が回転可能に取り付けられ、さらにその半径
方向外周にギヤ５４が取り付けられ、これらのボス５３
とギヤ５４とはボルト等で固定される。

【００１３】半径方向と軸方向とに延在するボス５３の
円板部５３ａには、この例では三等分位置の爪５３ｂが
軸線方向内方に張出して備えられ、これらの爪５３ｂ
は、 円板部５３ａに対し反対側の円板状のクラッチアー
マチュア５５に設けられた溝５５ａに対し軸方向に摺動
可能に係合する。第２のカラー５１ｂの軸方向に延びる
脚の軸方向の外端の近くから、半径方向外方に延在する
円板部５６ｂを有するハブ５６が回転可能に位置され、
これによりＬ字型の断面形状を有する環状の空隙が形成
される。前記のハブの円板部５６ｂの半径方向外方にス
テータ５９が軸に平行に延在して、このステータ５９と
コイルボビン５８の、前記Ｌ字形断面の脚５８ａ、５８
ｄと、ステータ５９との空隙とに囲まれて、コイル５７
が巻回される。

【００１４】前記のコイルボビン５８は、固定アーム５
８ｃにより図示しない固定体にボルト等で固定され、コ
イルボビン５８の脚５８ｄの中心にはリング状のスプラ
イン部５８ｂが軸線方向に突出している。このスプライ
ン部５８ｂとスプライン係合する内周を有するブレーキ
リング６０が、ハブの円板部５６ｂと対面して位置さ
れ、ハブの円板部５６ｂのブレーキリング６０と軸方向
の反対側には、Ｌ字型の断面を有する環状のブレーキア
ーマチュア６１に固定されたリング状の板ばね６２が位
置される。ブレーキアーマチュア６１の半径方向内周に
は、非磁性のＬ字型断面を有する非磁性ガイドリング６
３が嵌め込まれ、非磁性ガイドリング６３の水平部内周
の複数箇所にリブ６３ａが設けられて、ハブの円板部５
６ｂの外周の溝と係合して軸線方向にブレーキアーマチ
ュア６１が摺動するようになっていて、６４は軸方向最
外側の止め輪である。

【００１５】次に、本発明の装置の作動について説明す
る。コイル５７が無励磁状態のクラッチＯＦＦ時には、
図１（Ａ）と図１（Ｂ）とに示すように、板ばね６２に
よりブレーキアーマチュア６１は図で左方へ押され、ブ
レーキリング６０がハブの円板部５６ｂと非磁性ガイド
リング６３との間に挟まれて、摩擦力でブレーキリング
６０とハブの円板部５６ｂとは互いに固着する。ブレー
キリング６０は、コイルボビン５８のスプライン部５８
ｂと係合して静止しているので、 ハブ５６従ってロータ
５２、第１のカラー５１ａの薄肉部５１ｇ、第２のカラ
ー５１ｂの薄肉部５１ｈを介して被動軸５０にブレーキ
力が作用する。この場合、クラッチアーマチュア５５は
慣性で軸方向にロータ５２から離れるか、または軽く接
触して空転してブレーキ作用には支障を及ぼさない。

【００１６】次に、コイル１７が励磁状態となるクラッ
チＯＮ時には、 図２（Ａ）と図２（Ｂ）とに示すよう
に、 コイル５７により磁束Φが発生しステータ５９とハ
ブ５６とが磁極体となり、ブレーキアーマチュア６１は
板ばね６２の力に抗してハブの円板部５６ｂの方へ動
き、ハブの円板部５６ｂと非磁性ガイドリング６３との
間に挟まれたブレーキリング６０は、解放されてブレー
キ作用は消滅する。一方、クラッチアーマチュア５５は
ロータ５２の側面に吸着され、ギヤ５４の回転は、ボス
の円板部５３ａ、爪５３ｂ、溝５５ａ、クラッチアーマ
チュア５５、ロータ５２、第１及び第２のカラー５１
ａ、５１ｂを介して被動軸５０へ伝動され、通常のクラ
ッチ機能を行う。

【００１７】

【発明の効果】本発明は基本構成として、上記のように
請求項１に記載のようにカラー５１ａ、５１ｂと共に回
転するハブ５６の円板部５６ｂの内方側面に、内周がコ
イルボビン５８とスプライン係合するブレーキリング６
０を、外方側面にはブレーキアーマチュア６１に固定さ
れたリング状の板ばね６２とを配した構成としたので、
従来のような集積誤差による隙間が生じないので、シム
調整は不要となり、組立が極めて容易となり組立コスト
が大幅に削減されるという優れた効果を有する。また、
請求項２に記載のように構成するとクラッチ機能が的確
に行われる。さらに、請求項３に記載のように構成する
と本発明適用品をコンパクトに構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図（Ａ）は本発明によるブレーキ付電磁クラ
ッチの、ＯＦＦ時の縦断側面図で、同図（Ｂ）は同図
（Ａ）のブレーキ部拡大図である。

【図２】同図（Ａ）は本発明によるブレーキ付電磁クラ
ッチのＯＮ時の縦断側面図であり、同図（Ｂ）は同図
（Ａ）のブレーキ部拡大図である。

【図３】同図（Ａ）は従来のブレーキ付電磁クラッチの
縦断側面図で、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ矢視図であ
る。

【図４】図３に示すブレーキ付電磁クラッチの各部品の
関係位置図で、図４（Ａ）はクラッチＯＦＦ時、同図
（Ｂ）はクラッチＯＮ時を示す。

【符号の説明】

５０：被動軸 ５１：カラー ５１ａ：第１のカラー ５１ｂ：第２のカラー ５２：ロータ ５３：ボス ５３ｂ：爪 ５４：ギヤ ５５：クラッチアーマチュア ５５ａ：溝 ５６：ハブ ５６ｂ：ハブの円板部 ５７：コイル ５８：コイルボビン ５８ｂ：スプライン部 ５８ｃ：固定アーム ５９：ステータ ６０：ブレーキリング ６１：ブレーキアーマチュア ６２：リング状の板ばね ６３：非磁性ガイドリング ６４：止め輪

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被動軸（５０）の一方の軸端部分のほぼ
   中央の部分まで延在し中間で厚さが減少する第１のカラ
   ー（５１ａ）と、被動軸（５０）の他方の軸端部分のほ
   ぼ中央の部分まで延在し中間で厚さが減少する第２のカ
   ラー（５１ｂ）とを有し、 前記両者の厚さの減少する部
   分を重ね合わせ被動軸（５０）の外周に一体に固定され
   たカラー（５１）と、 前記第１のカラー（５１ａ）と第２のカラー（５１ｂ）
   との中間に挟まれロータ（５２）と共に回転するハブの
   円板部（５６ｂ）の内方の側面に、 内周がコイルボビン
   （５８）とスプライン係合するブレーキリング（６０）
   と、前記円板部の反対側面にブレーキアーマチュア（６
   １）に固定されたリング状の板ばね（６２）とを有し
   て、クラッチＯＦＦ時には前記板ばね（６２）の弾性に
   より、 前記ブレーキリング（６０）が、前記ハブの円板
   部（５６ｂ）と前記ブレーキアーマチュア（６１）とに
   固定された非磁性ガイドリング（６３）との間に挟持さ
   れ、摩擦力により前記のハブの円板部（５６ｂ）にブレ
   ーキ作用を与え、 クラッチＯＮ時には、 磁極体となる前記ステータ（５
   ９）、前記ブレーキアーマチュア（６１）、ハブ（５
   ６）、ロータ（５２）と、クラッチアーマチュア（５
   ５）とを通る磁束の作用により前記板ばね（６２）の弾
   性に抗して挟持された前記ブレーキリング（６０）を解
   放し、 前記のクラッチアーマチュア（５５）は、 磁束により前
   記ロータ（５２）に吸着されて通常のクラッチ機能を果
   し、ボス（５３）に固着されたギヤ（５４）の回転は、
   前記のボス（５３）、クラッチアーマチュア（５５）、
   ロータ（５２）および前記第１と第２のカラー（５１
   ａ）、（５１ｂ）とを介して被動軸（５０）に伝動され
   ることを特徴とするブレーキ付電磁クラッチ。
2. 【請求項２】 前記ボス（５３）の円板部外周縁の等分
   角位置に設けられた複数の爪（５３ｂ）と、この爪に係
   合するため対応する位置にあって同数個の溝（５５ａ）
   とを有する前記のクラッチアーマチュア（５５）とが軸
   線方向に滑動可能に配置されていることを特徴とする請
   求項１記載のブレーキ付電磁クラッチ。
3. 【請求項３】 軸方向の一端に係止部材を有しギヤ（５
   ４）の軸方向外方への移動を拘束するとともに、被動軸
   （５０）の軸端部分の中心近くまで延びて半径方向の厚
   さが減少し第１の段部（５１ｊ）を形成して被動軸（５
   ０）に固定された第１のカラー（５１ａ）と、 このカラー（５１ａ）の前記第１の段部（５１ｊ）に当
   接して半径方向外方に延び外端で軸方向内方に曲げられ
   たロータ（５２）と、 前記ロータ（５２）の軸方向の外端と前記ギヤ（５４）
   の内端との間に配置され、その先端の爪部と前記ロータ
   （５２）の軸方向端面との間に所定の間隙を形成するボ
   ス（５３）と、 このボス（５３）の軸方向内周と前記爪部との間の空間
   内に収容され、クラッチＯＮの時前記ロータに吸引され
   るクラッチアーマチュア（５５）と、 前記第１のカラー（５１ａ）に沿って軸端まで延び、 前
   記第１のカラー（５１ａ）の半径方向の厚さが減少した
   部分で厚さが減少し、第２の段部（５１ｋ）を形成して
   被動軸（５０）に固定された前記第２のカラー（５１
   ｂ）と、 この第２のカラー（５１ｂ）の外周に接し外端近くで半
   径方向の外方に延びる円板部（５６ｂ）を有し軸端の係
   止部材（６４）により軸方向への移動が拘束されたハブ
   （５６）と、 このハブ（５６）の半径方向外周に沿って延び前記円板
   部（５６ｂ）より軸方向の内部から半径方向外方に延在
   し外端が固定アーム（５８ｃ）とされたコイルボビン
   （５８）と、 前記ハブ（５６）の前記円板部（５６ｂ）の外端面に接
   して軸方向に延び、さらに半径方向内方に曲げられた非
   磁性ガイドリング（６３）と、 この非磁性ガイドリング（６３）と前記ハブ（５６）の
   円板部（５６ｂ）との間に挿入されたブレーキリング
   （６０）と、 前記非磁性ガイドリング（６３）の、さらに半径方向外
   方に配置され、その外端部が半径方向内方に曲げられた
   ブレーキアーマチュア（６１）と、 このブレーキアーマチュア（６１）と前記ハブの円板部
   （５６ｂ）との間に配置された前記板ばね（６２）と、 前記ロータ（５２）の外周の半径方向内方端に接して前
   記コイルボビン（５８）に向かって延び前記コイルボビ
   ン（５８）との間の空隙に収容された環状のコイル（５
   ７）と、 ステータ（５９）とを有して構成されるブレー
   キ付電磁クラッチ。