JP2002031161A - 電磁スプリングクラッチ - Google Patents

電磁スプリングクラッチ

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JP2002031161A
JP2002031161A JP2000217166A JP2000217166A JP2002031161A JP 2002031161 A JP2002031161 A JP 2002031161A JP 2000217166 A JP2000217166 A JP 2000217166A JP 2000217166 A JP2000217166 A JP 2000217166A JP 2002031161 A JP2002031161 A JP 2002031161A
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JP
Japan
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rotating shaft
coil
electromagnetic
armature
coil bobbin
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JP2000217166A
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Tetsuyuki Fujita
哲之 藤田
Kiyoshi Mugishima
清 麦島
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Tenryu Marusawa KK
Original Assignee
Tenryu Marusawa KK
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 生産性に優れると共に、生産コストを抑制で
きる電磁スプリングクラッチを提供する。 【解決手段】 電磁コイル10に通電された際には、ア
ーマチュア38が移動して当接部に当接し、アーマチュ
ア38が制動を受けることにより、巻き締められて第1
の回転軸26と第2の回転軸34とを一体的に回転さ
せ、電磁コイル10に通電されない際には、アーマチュ
ア38が前記当接部から離れて前記制動が解除され、前
記巻き締めを緩められて第1の回転軸26と第2の回転
軸34との前記一体的な回転を解除するコイルスプリン
グ40とを具備する電磁スプリングクラッチにおいて、
電磁コイル10が巻回されている合成樹脂製のコイルボ
ビン12には、コイルボビン12の外方に筒状に所要長
さ突出して第1の回転軸26を軸受けする軸受け部22
がコイルボビン12と一体に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁スプリングクラッ
チに関する。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来の電磁スプリングクラッチ
200の構成を示す側面断面図である。図8において、
10は電磁コイルであり、コイルボビン12に銅線を巻
いて形成されており、リード線14を介して電源(図示
せず)に接続されるようになっている。16はフィール
ドコアであり、磁性材料で形成されたカップ部16a
と、蓋体16bとからなり、透孔20a、20bが、そ
れぞれ設けられている。60はクラッチ取り付け板であ
り、フィールドコア16と一体に形成されている。22
は軸受け部であり、磁性材料で形成され、フィールドコ
ア16の透孔20aに圧入固定されている。
【0003】26は第1の回転軸であり、合成樹脂材料
を用いて形成され、フィールドコア16内に挿通されて
いる。29は被駆動軸30端部を断面D字状に切断して
形成されたDカット部である。被駆動軸30は、第1の
回転軸26の内径部に挿通され、Dカット部29の端面
Dと第1の回転軸26の内面に突出して第1の回転軸2
6と一体に形成された断面D字状をなす突部の端面とが
当接し、第1の回転軸26と一体に回転する。第1の回
転軸26の略中央部は大径に形成され、後述するコイル
スプリングの巻き締め部28になっている。34は第2
の回転軸であり、第1の回転軸26に回転可能に外嵌さ
れている。第2の回転軸34の端部には、入力ギア36
が配されており、不図示の機構から外力(回転力)が加
えられる。
【0004】38はアーマチュアであり、磁性材料で略
円筒状に形成されており、第1の回転軸26及び第2の
回転軸34に回転自在に外嵌されている。40はコイル
スプリングであり、第1の回転軸26及び第2の回転軸
34の外周とアーマチュア38の内壁との間に介挿さ
れ、一端はアーマチュア38に、他端は第2の回転軸3
4に係止されている。42はプレートであり、磁性材料
で形成され、第1の回転軸26上であって、アーマチュ
ア38の内側端面と軸受け22の内側端面との間に配さ
れ、第1の回転軸26と一体的に回転可能になってい
る。48はワッシャーであり、プレート42と軸受け部
22との間に配されている。このワッシャー48は、プ
レート42と第1の回転軸26とが一体的に回転する際
の滑り子(スライダー)の役割をする。50a、50b
は止め輪であり、各構成部材の軸上位置を決める。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の電磁スプリングクラッチ200では、フィールドコ
ア16が磁気回路の一部を構成しているため、電気亜鉛
めっき鋼板等の磁気材料を用いて製作しているが、プレ
ス加工をする際に発生するクラッチ取付板60の破断面
が、電磁スプリングクラッチ200の動作中に、相手側
機械のクラッチ取付板とこすれることにより、異音が発
生する場合がある。このように異音が発生した場合に
は、クラッチ取付板60に合成樹脂製のチューブ等を取
り付ける必要があり、手間が生じる。また、磁気回路の
一部を構成しているため、磁性材料を用いる必要のある
軸受け部22とプレート42とが接触することを防止す
るために軸受け部22とプレート42との間に滑り子
(スライダー)として合成樹脂製のワッシャー48を配
す必要があり、製作する上で、厄介である。また、クラ
ッチ取付板60がフィールドコア16と一体に成形さ
れ、軸受け部22が、フィールドコア16aに圧入固定
されているため、製作コストがかかるだけでなく、圧入
する際に使用する圧入治具や圧入設備の管理が伴い、作
業効率の点で課題がある。また、リード線14は、相手
側機械の仕様に合わせるために、線径、長さ、相手側電
源接続用コネクターの型式等が一定とならず、生産コス
トにばらつきが生じ、効率的でない。さらに、少数ロッ
トの注文に対しては、コスト高になる。
【0006】本発明は、上記課題を解決すべくなされ、
その目的とするところは、生産性に優れると共に、生産
コストを抑制できる電磁スプリングクラッチを提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】フランジ部を有する合成
樹脂製のコイルボビンに巻回された電磁コイルと、磁性
材料で形成され、前記電磁コイルを内蔵したフィールド
コアと、前記電磁コイル内に配され、電磁コイルに付勢
されて、軸方向に移動可能なアーマチュアと、該アーマ
チュア内に回転自在に挿通される第1の回転軸と、該第
1の回転軸と同軸であって、前記第1の回転軸と独立し
て回転自在に配された第2の回転軸と、前記第1の回転
軸及び前記第2の回転軸の外周に跨って配され、一端が
前記アーマチュアに、他端が前記第2の回転軸に係止さ
れ、前記電磁コイルに通電された際には、前記アーマチ
ュアが移動して当接部に当接し、前記アーマチュアが制
動を受けることにより、巻き締められて前記第1の回転
軸と前記第2の回転軸とを一体的に回転させ、前記電磁
コイルに通電されない際には、前記アーマチュアが前記
当接部から離れて前記制動が解除され、前記巻き締めを
緩められて前記第1の回転軸と前記第2の回転軸との前
記一体的な回転を解除するコイルスプリングとを具備す
る電磁スプリングクラッチにおいて、前記電磁コイルが
巻回されている合成樹脂製のコイルボビンには、該コイ
ルボビンの外方に筒状に所要長さ突出して前記第1の回
転軸を軸受けする軸受け部がコイルボビンと一体に形成
されていることを特徴としている。また、前記軸受け部
を補強すべく、前記コイルボビンのフランジ部外壁面と
前記軸受け部外周面との間を連絡する補強リブが、前記
軸受け部の周方向に所要間隔をおいて複数個前記コイル
ボビンと一体に形成されていると好適である。また、前
記第1の回転軸上に前記アーマチュアが当接する前記当
接部が形成され、該当接部の前記アーマチュアが当接す
る面とは反対側の面が、前記コイルボビンのフランジ部
内壁面に摺接すると好適である。また、前記当接部が摺
接するフランジ部の部位であって、前記補強リブの両側
に位置する部位に貫通孔が形成されることによって、残
された幅狭のフランジ部の部位が前記当接部の滑り面に
形成されていると好適である。また、前記コイルボビン
には、クラッチ取り付け板が一体に形成されていると好
適である。また、前記コイルボビンには、電源接続用端
子が内側に圧入固定されている電源接続用端子ボックス
が一体に形成されていると好適である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る好適な実施の
形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は本実施の
形態に係る電磁スプリングクラッチ100の側面断面
図、図2は電磁スプリングクラッチ100の正面図、図
3はコイルボビンの平面図、図4は図3におけるA−
A’線断面図、図5はコイルボビンの正面図、図6は図
5におけるB−B’線断面図である。
【0009】図1において、10は電磁コイルであり、
合成樹脂製のコイルボビン12に電線(銅線)が巻回さ
れて形成されている。コイルボビン12は、中心孔12
mを有し、両端部にフランジ12a、12bが形成され
ている。60aは延出部であり、フランジ12aの端縁
から軸方向に平行に、外方に所要長さ延出している。6
0はクラッチ取り付け板であり、延出部60a端縁から
軸方向と直角に、外方に突出している。図2に示すよう
に、クラッチ取り付け板60は、切欠部60bが形成さ
れることによってU字状に形成されている。
【0010】72は電源接続用端子ボックスであり、フ
ランジ12aのクラッチ取り付け板60に対して反対側
に、フランジ12aから軸方向に平行に、外方に突出
し、箱状をなしている。なお、電源接続用端子ボックス
72は、一例としてフランジ12aのクラッチ取付板6
0に対して反対側に設けたが、本発明はこれに限定され
るものではない。すなわち、電源接続用端子ボックス7
2は、フランジ12aの任意の部位から軸方向に平行
に、外方に突出して設けることができる。74a、74
bは電源接続用端子であり、電源接続用端子ボックス7
2の内側に圧入固定されている。この電源接続用端子7
4a、74bには、電磁コイル10のコイル端が接続さ
れる。
【0011】22は軸受け部であり、フランジ12aの
中央に外方に筒状に所要長さ突出して形成され、第1の
回転軸26を軸受けしている。
【0012】図3において、70(70a、70b、7
0c)及び80(80a、80b、80c)は補強リブ
であり、軸受け部22の周方向に所要間隔をおいてコイ
ルボビン12と一体に形成され、軸受け部22を補強し
ている。図4及び図5に示すように、補強リブ80(8
0a、80b、80c)は、コイルボビン12のフラン
ジ12a外壁面と軸受け部22外周面との間を連絡し、
断面台形状をなし、先細に形成されている。
【0013】補強リブ70(70a、70b、70c)
は、第1の回転軸26上に形成された、アーマチュア3
8が当接する当接部のアーマチュア38が当接する面と
は反対側の面が、コイルボビン12のフランジ12a内
壁面に摺接するようになっており、前記当接部が摺接す
るフランジ12aであって、補強リブ80の両側に位置
する部位に貫通孔が形成されることによって残された部
位であり、幅狭になっている。そして、補強リブ70
(70a、70b、70c)は、アーマチュア38が当
接する前記当接部のアーマチュア38が当接する面とは
反対側の前記面の滑り面に形成されている。
【0014】このように、補強リブ70(70a、70
b、70c)を幅狭に形成することによって、フィール
ドコア16の内壁面の露出面積を大きくできるため、磁
気効率を高めることができ、しかも、アーマチュア38
が当接する前記当接部のアーマチュア38が当接する面
とは反対側の前記面の摩擦抵抗を小さくすることができ
るのである。なお、補強リブ70(70a、70b、7
0c)は、一例として幅狭に形成したが、本発明はこれ
に限定されるものではない。すなわち、補強リブ70
(70a、70b、70c)は、上記説明したように幅
狭に形成せずに、補強リブ80(80a、80b、80
c)と同様、軸受け部22の筒部全体にわたって軸受け
部22の周方向に所要間隔をおいてコイルボビン12と
一体に形成すると共に、コイルボビン12のフランジ1
2a外壁面と軸受け部22外周面との間を連絡し、断面
台形状をなし、先細に形成されてもよい。
【0015】延出部60a、クラッチ取り付け板60、
補強リブ70(70a、70b、70c)、補強リブ8
0(80a、80b、80c)、軸受け部22及び電源
接続用端子ボックス72は、コイルボビン12と一体に
形成されている。
【0016】図1において、16はフィールドコアであ
り、磁性材料で形成され、底部に挿通孔16cを設けら
れたカップ部16aと、該カップ部16aの開放端に取
り付け可能な蓋体16bとを有する。蓋体16bは、軸
受け部22の外径とほぼ同径に形成された中心孔16m
と、該中心孔16mの外周方向に放射状に形成され、補
強リブ70(70a、70b、70c)及び補強リブ8
0(80a、80b、80c)を受け入れる挿通孔(図
示せず)と、クラッチ取り付け板60及び電源接続用端
子ボックス72を受け入れるための切欠部(図示せず)
とが設けられている。
【0017】図1において、アーマチュア38は、略円
筒状をなし、磁性材料を用いて形成され、第1の回転軸
26及び第2の回転軸34に回転自在に外嵌され、コイ
ルボビン12の中心孔12m内に摺動自在に収納され
る。
【0018】第1の回転軸26は、合成樹脂材料を用い
て筒状に成形されている。29は被駆動軸30端部を断
面D字状に切断して形成されたDカット部である。被駆
動軸30は、第1の回転軸26の内径部に挿通され、D
カット部29の端面Dと第1の回転軸26の内面に突出
して第1の回転軸26と一体に形成された断面D字状を
なす突部の端面とが当接し、第1の回転軸26と一体に
回転する。第1の回転軸26の略中央部は、大径に形成
され、後述するコイルスプリング40の巻き締め部28
になっている。
【0019】24は位置決め部であり、第1の回転軸2
6の端部に一体に形成されている。位置決め部は24
は、図2に示すように、第1の回転軸26端部の外周面
に複数のすり割りが形成されることで、舌片24a、2
4b、24c、24dが形成されると共に、各舌片24
a、24b、24c、24dの端部に外方に突出する突
起が形成され、該突起の外面に内方に向けて傾斜するテ
ーパ面が形成されて成る。
【0020】第2の回転軸34は、入力ギア36が一体
に形成され、第1の回転軸26と同軸に配され、第1の
回転軸26と独立して回転可能に配され、第1の回転軸
26上に回転可能に外嵌されている。
【0021】42はプレートであり、第1の回転軸26
と一体的に回転可能に、第1の回転軸26に固定されて
いる。
【0022】40はコイルスプリングであり、第1の回
転軸26及び第2の回転軸34の外周に跨って配されて
いる。コイルスプリング40はその両端が折り曲げら
れ、外方に折り曲げられた一方がアーマチュア38に形
成された係止溝に、内方に折り曲げられた他方が第2の
回転軸34に形成された係止溝の中に入ることでアーマ
チュア38及び第2の回転軸34に係止されている。
【0023】50は合成樹脂製の止め輪であり、中心孔
を有し、ドーナツ状に形成され、第1の回転軸26に嵌
入されている。止め輪50は、外周から前記中心孔まで
続く所要幅の切り欠きが形成されている。
【0024】次に、以上説明した各構成部材を組み付け
て電磁スプリングクラッチ100を形成する組み付け手
順について、図1を用いて説明する。まず、カップ部1
6a内に、その開放端からコイルボビン12を収納す
る。そして、該開放端に蓋体16bを取り付け、圧入等
により固着する。この際、蓋体16bは、前述したよう
に、軸受け22を受け入れるための中心孔16mと、補
強リブ70(70a、70b、70c)及び補強リブ8
0(80a、80b、80c)を受け入れるための挿通
孔(図示せず)と、クラッチ取り付け板60及び電源接続
用端子ボックス72を受け入れるための切欠部(図示せ
ず)が形成されているため、カップ部16aの開放端
に、好適に取り付け可能である。
【0025】次いで、カップ部16aの底部(図面中の
右方)から、第1の回転軸26に一体に固定されたプレ
ート42の端面が補強リブ70(70a、70b、70
c)の内面に当接する位置まで、第1の回転軸26を軸
受け部22内へ挿入する。
【0026】次いで、止め輪50を第1の回転軸26上
の前記突部側から嵌め込んで軸受け部22の端縁に当接
する位置に固定する。なお、前述したように、止め輪5
0は合成樹脂製で、しかも、切り欠きが設けられている
ため、第1の回転軸26に嵌め込む際には若干拡径する
ことができ、また、嵌め込んだ後には縮径することで、
第1の回転軸26上に好適に固定することができる。な
お、この止め輪50は、位置決め手段の一例であって、
本位置決め手段に限定されるものではない。
【0027】次いで、アーマチュア38及びコイルスプ
リング40を組み付けた第2の回転軸34を第1の回転
軸26上に位置決め部24側から押し込み、装着するこ
とで組み付けが完了する。
【0028】次いで、本実施の形態に係る電磁スプリン
グクラッチ100の作動について、図1及び図7に基づ
いて説明する。図7は、本実施の形態に係る電磁スプリ
ングクラッチ100の電磁コイル10に通電した際の状
態を示す説明図である。
【0029】図1に示す状態は、電磁コイル10には、
非通電の状態であり、不図示の機構から外力(回転力)
を受けた入力ギア36の回転に伴い、第2の回転軸34
と、第2の回転軸34と係止されたコイルスプリング4
0と、第2の回転軸34とコイルスプリング40を介し
て係止されたアーマチュア38とが、一体的に空転して
いる。このとき、コイルスプリング40は緩んだ状態に
あるため、第1の回転軸26と第1の回転軸26の前記
突部の端面に当接された被駆動軸30は、静止状態のま
まである。
【0030】この状態において、電磁コイル10に通電
すると、図7における破線Aに示す磁性回路が形成され
る。すると、アーマチュア38は、第1の回転軸26に
固定されたプレート42に吸引され、アーマチュア38
のプレート42側端面が、プレート42のアーマチュア
38側端面に吸着される。
【0031】アーマチュア38の端面がプレート42に
吸着されると、アーマチュア38の回転に制動がかか
り、第2の回転軸34とアーマチュア38の回転数とに
差が生じ、コイルスプリング40が絞り込まれ、コイル
スプリング40が、第1の回転軸26と第2の回転軸3
4と連結するように締め付ける。すると、第2の回転軸
34と、アーマチュア38を吸着したプレート42と、
第1の回転軸26の嵌合部29に固定された被駆動軸3
0が、第2の回転軸34と一体的に回転し始める。
【0032】このようにして、被駆動軸30に連結され
た不図示の機構へ、入力ギア36から入力された外力を
伝達することができる。
【0033】また、電磁コイル10への通電を停止する
と、プレート42とアーマチュア38との吸着が解除さ
れ、アーマチュア38が、再び、第2の回転軸34と同
速度で回転するようになると、コイルスプリング40は
締め付けを緩め、拡径する。すると、第1の回転軸26
と被駆動軸30の回転は、停止する。
【0034】以上の説明は、本発明に係る好適な実施の
形態の一例であって、本発明はこれに限定されるもので
はなく、発明の精神を逸脱しない範囲内でさらに多くの
改変を施し得るには勿論のことである。
【0035】例えば、本実施の形態では、フィールドコ
ア16は、カップ部16aと、このカップ部16aの開
放端に取り付け可能な蓋体16bとから形成されている
が、フィールドコアは、長方形の平板を折り曲げて正面
形状コの字状に形成されたコ字状部と、このコ字状部の
開放端に取り付け可能な蓋体とから形成されてもよい。
【0036】
【発明の効果】本発明に係る電磁スプリングクラッチに
よれば、電磁コイルが巻回されている合成樹脂製のコイ
ルボビンには、このコイルボビンの外方に筒状に所要長
さ突出して形成され、第1の回転軸を軸受けする軸受け
部がコイルボビンと一体に形成されているため、これま
でより、生産性に優れ、かつ、生産コストを低減するこ
とができる。しかも、コイルボビンのフランジ部外壁面
と軸受け部外周面との間を連絡する補強リブが、軸受け
部の周方向に所要間隔をおいて複数個前記コイルボビン
と一体に形成されているため、軸受け部を好適に補強で
きる。また、第1の回転軸上に前記アーマチュアが当接
する当接部が形成され、この当接部のアーマチュアが当
接する面とは反対側の面が、コイルボビンのフランジ部
内壁面に摺接する滑り面に形成されているため、軸受け
部と当接部(プレート)との間にワッシャー等の摺動部
材を入れる必要がなくなり、これまでより、部品点数を
少なくでき、生産コストを低減できる。しかも、この滑
り面は、軸受け部を外周方向から補強する補強リブとし
ても兼ねており、好適である。
【0037】
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る電磁スプリングクラッチの
側面断面図である。
【図2】本実施の形態に係る電磁スプリングクラッチの
正面図である。
【図3】コイルボビンの平面図である。
【図4】図3におけるA−A’線断面図である。
【図5】コイルボビンの正面図である。
【図6】図5におけるB−B’線断面図である。
【図7】本実施の形態に係る電磁スプリングクラッチの
電磁コイルに通電した際の状態を示す説明図である。
【図8】従来の電磁スプリングクラッチの構成を示す側
面断面図である。
【0038】
【符号の説明】
10 電磁コイル 12 コイルボビン 12a フランジ 12b フランジ 12m 中心孔 14 リード線 16 フィールドコア 16a カップ部 16b 蓋体 16c 挿通孔 16m 中心孔 20a 透孔 20b 透孔 22 軸受け部 24 位置決め部 26 第1の回転軸 28 巻き締め部 29 Dカット部 30 被駆動軸 34 第2の回転軸 36 入力ギア 38 アーマチュア 40 コイルスプリング 42 プレート 60 クラッチ取り付け板 70 補強リブ 70a 補強リブ 70b 補強リブ 70c 補強リブ 80 補強リブ 80a 補強リブ 80b 補強リブ 80c 補強リブ 72 電源接続用端子ボックス 74 電源接続用端子 74a 電源接続用端子 74b 電源接続用端子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フランジ部を有する合成樹脂製のコイル
    ボビンに巻回された電磁コイルと、 磁性材料で形成され、前記電磁コイルを内蔵したフィー
    ルドコアと、 前記電磁コイル内に配され、該電磁コイルに付勢され
    て、軸方向に移動可能なアーマチュアと、 該アーマチュア内に回転自在に挿通される第1の回転軸
    と、 該第1の回転軸と同軸であって、前記第1の回転軸と独
    立して回転自在に配された第2の回転軸と、 前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸の外周に跨って
    配され、一端が前記アーマチュアに、他端が前記第2の
    回転軸に係止され、前記電磁コイルに通電された際に
    は、前記アーマチュアが移動して当接部に当接し、前記
    アーマチュアが制動を受けることにより、巻き締められ
    て前記第1の回転軸と前記第2の回転軸とを一体的に回
    転させ、前記電磁コイルに通電されない際には、前記ア
    ーマチュアが前記当接部から離れて前記制動が解除さ
    れ、前記巻き締めを緩められて前記第1の回転軸と前記
    第2の回転軸との前記一体的な回転を解除するコイルス
    プリングとを具備する電磁スプリングクラッチにおい
    て、 前記電磁コイルが巻回されている合成樹脂製のコイルボ
    ビンには、 該コイルボビンの外方に筒状に所要長さ突出して前記第
    1の回転軸を軸受けする軸受け部がコイルボビンと一体
    に形成されていることを特徴とする電磁スプリングクラ
    ッチ。
  2. 【請求項2】 前記軸受け部を補強すべく、前記コイル
    ボビンのフランジ部外壁面と前記軸受け部外周面との間
    を連絡する補強リブが、前記軸受け部の周方向に所要間
    隔をおいて複数個前記コイルボビンと一体に形成されて
    いることを特徴とする請求項1記載の電磁スプリングク
    ラッチ。
  3. 【請求項3】 前記第1の回転軸上に前記アーマチュア
    が当接する前記当接部が形成され、該当接部の前記アー
    マチュアが当接する面とは反対側の面が、前記コイルボ
    ビンのフランジ部内壁面に摺接することを特徴とする請
    求項1または2記載の電磁スプリングクラッチ。
  4. 【請求項4】 前記当接部が摺接するフランジ部の部位
    であって、前記補強リブの両側に位置する部位に貫通孔
    が形成されることによって、残された幅狭の前記フラン
    ジ部の部位が前記当接部の滑り面に形成されていること
    を特徴とする請求項1、2または3記載の電磁スプリン
    グクラッチ。
  5. 【請求項5】前記コイルボビンには、クラッチ取り付け
    板が一体に形成されていることを特徴とする請求項1、
    2、3または4記載の電磁スプリングクラッチ。
  6. 【請求項6】前記コイルボビンには、電源接続用端子が
    内側に圧入固定されている電源接続用端子ボックスが一
    体に形成されていることを特徴とする請求項1、2、
    3、4または5記載の電磁スプリングクラッチ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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