JP2002266896A - 電磁連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁クラッチと電磁ブレーキが設
けられた電磁連結装置において、軸線方向の寸法の短縮
化を図るとともに、電磁クラッチと電磁ブレーキの無励
磁状態におけるアーマチュアの振動防止を図る。 【解決手段】 被動軸１２に、外周面にストッパ
部１３ａが形成された非磁性材製のハブ１３を装着し
た。また、ハブ１３のスプライン溝１３ｂに嵌合された
クラッチ用アーマチュア９と、ハブ１３の円筒部１３ｃ
に嵌合されたブレーキ用アーマチュア１４を、非磁性材
製の板ばね１９により連結した。またさらに、板ばね１
９の初期の弾性復帰力により、クラッチ用アーマチュア
９の反摩擦面とブレーキ用アーマチュア１４の反摩擦面
が、ハブ１３のストッパ部１３ａに当接するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電磁クラッチと
電磁ブレーキが設けられた電磁連結装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】電磁連結装置は、例えば実開昭５５−１
７３７３１号公報の第１図、第２図に図示されているよ
うに、電磁クラッチと電磁ブレーキがブラケットに収容
されている。電磁クラッチは、ブラケットに固定された
フィールドコアと、このフィールドコアの正面側に被せ
られ駆動軸に装着されたロータと、このロータと所定の
エアギャップを介して摩擦面が対向したクラッチ用アー
マチュアが設けられている。また電磁ブレーキは、ブラ
ケットに固定されたフィールドコアと、このフィールド
コアと所定のエアギャップを介して摩擦面が対向したブ
レーキ用アーマチュアが設けられている。さらに、クラ
ッチ用アーマチュアとブレーキ用アーマチュアは、被動
軸に装着されたハブにそれぞれ板ばねで支持されてい
る。板ばねは、平らな円板状に形成され、かつクラッチ
用アーマチュア（またはブレーキ用アーマチュア）固定
用リベットの挿入穴とハブ固定用ねじの挿入穴が、円周
方向に間隔をおいて交互に形成されている。そして、電
磁クラッチを励磁作動させてクラッチ用アーマチュアを
ロータに磁気吸着することにより、駆動軸から被動軸へ
と動力が伝達される。また、電磁クラッチを無励磁状態
にして電磁ブレーキを励磁作動させれば、板ばねの弾性
復帰力によりクラッチ用アーマチュアがロータから離間
するとともに、ブレーキ用アーマチュアがフィールドコ
アに磁気吸着されるので、動力伝達が遮断された被動軸
は制動される。

【０００３】また、同公報の第３図、第４図に図示され
ている電磁連結装置は、板ばねが、ハブに固定された内
側環状部と、クラッチ用アーマチュアの反摩擦面とブレ
ーキ用アーマチュアの反摩擦面との間に挾持された外側
環状部、およびこれら内側環状部と外側環状部とを連結
した連結部が設けられた形状に形成され、クラッチ用ア
ーマチュアとブレーキ用アーマチュアが板ばねの連結部
の弾性復帰力に抗して各フィールドコア側に移動する構
造である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】実開昭５５−１７３７
３１号公報の第１図、第２図に図示された電磁連結装置
は、電磁クラッチと電磁ブレーキとの間に半径方向に延
設されたハブのフランジ部を介在して、板ばねの弾性復
帰力により、フランジ部の軸線方向一方の面にクラッチ
用アーマチュアの反摩擦面を当接させ、フランジ部の軸
線方向他方の面にブレーキ用アーマチュアの反摩擦面を
当接させた構造であり、軸線方向の寸法が長くなってし
まう。また、同公報の第３図、第４図に図示された電磁
連結装置は、このような問題を解決するために、板ばね
の外側環状部をクラッチ用アーマチュアとブレーキ用ア
ーマチュアに挾持するとともに、板ばねの内側環状部を
被動軸に装着されたハブに固定している。

【０００５】しかしながら、クラッチ用アーマチュアと
ブレーキ用アーマチュアを、一枚の板ばねでハブに軸線
方向にのみ移動自在に支持した構造であり、電磁クラッ
チと電磁ブレーキが共に無励磁状態のときに、外部振動
を受けたクラッチ用アーマチュアがロータに衝突する、
またはブレーキ用アーマチュアがフィールドコアに衝突
する可能性がある。すなわち、クラッチ用アーマチュア
とロータの摩擦面間のエアギャップやブレーキ用アーマ
チュアとフィールドコアの摩擦面間のエアギャップは、
例えば０．２mmまたは０．３mm程度の僅かな隙間寸法に
設定されるため、外部振動を受けたクラッチ用アーマチ
ュアがロータに衝突する、またはブレーキ用アーマチュ
アがフィールドコアに衝突する。この衝突力が大きけれ
ば、アーマチュアやロータ、フィールドコアは破損す
る。また、外部振動によりアーマチュアが振れている
と、電磁クラッチまたは電磁ブレーキを励磁作動したと
きアーマチュアとロータ（またはフィールドコア）との
連結時間が長くなる等、作動特性に問題が生じる。一般
に電磁クラッチや電磁ブレーキは、このような問題を解
決するために、板ばねに初期の弾性復帰力（プリセット
荷重）を付与した構造を採用して、無励磁状態における
アーマチュアを静止した状態に保持している。

【０００６】この発明の電磁連結装置は、軸線方向寸法
の短縮化を図るとともに、電磁クラッチと電磁ブレーキ
の無励磁状態におけるアーマチュアの振動防止を図るこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１の発明の電磁連結装置は、電磁クラッチ
（２）と電磁ブレーキ（３）が設けられクラッチ用アー
マチュア（９）とブレーキ用アーマチュア（１４）が被
動軸（１２）に支持された電磁連結装置において、一方
の軸線方向（図１において矢印Ａ方向）に向いた第１の
ストッパ面（１３ａ−１）と他方の軸線方向（図１にお
いて矢印Ｂ方向）に向いた第２のストッパ面（１３ａ−
２）が設けられた被動軸（１２）と、この被動軸（１
２）に嵌合され反摩擦面が前記第１のストッパ面（１３
ａ−１）に当接したクラッチ用アーマチュア（９）と、
前記被動軸（１２）に嵌合され反摩擦面が前記第２のス
トッパ面（１３ａ−２）に当接したブレーキ用アーマチ
ュア（１４）と、前記クラッチ用アーマチュア（９）と
前記ブレーキ用アーマチュア（１４）の間に形成された
環状の隙間（Ｓ）と、前記クラッチ用アーマチュア
（９）の反摩擦面に固定された第１の固定部（１９ａ）
と、この第１の固定部（１９ａ）に対し軸線方向に変位
して前記ブレーキ用アーマチュア（１４）の反摩擦面に
固定された第２の固定部（１９ｂ）が形成され、前記隙
間（Ｓ）に収容された板ばね（１９）を設け、前記板ば
ね（１９）の初期の弾性復帰力により、前記クラッチ用
アーマチュア（９）と前記ブレーキ用アーマチュア（１
４）を前記第１、第２のストッパ面（１３ａ−１、１３
ａ−２）に当接させたことを特徴とする。

【０００８】この第１の発明の電磁連結装置は、電磁ク
ラッチ（２）と電磁ブレーキ（３）が無励磁状態におい
て、板ばね（１９）の初期の弾性復帰力により、クラッ
チ用アーマチュア（９）の反摩擦面が被動軸（１２）の
第１のストッパ面（１３ａ−１）に当接し、ブレーキ用
アーマチュア（１４）の反摩擦面が被動軸（１２）の第
２のストッパ面（１３ａ−２）に当接している。したが
って、外部振動によるクラッチ用アーマチュア（９）や
ブレーキ用アーマチュア（１４）の振れは、板ばね（１
９）の初期の弾性復帰力により抑制され、クラッチ用ア
ーマチュア（９）の摩擦面とロータ（７）の摩擦面との
衝突や、ブレーキ用アーマチュア（１４）の摩擦面とフ
ィールドコア（１５）の摩擦面（ブレーキディスク１６
の摩擦面）との衝突を防止することができる。

【０００９】また、第２の発明の電磁連結装置は、第１
の発明の電磁連結装置において、被動軸（１２）に、一
方の側面を第１のストッパ面（１３ａ−１）とし他方の
側面を第２のストッパ面（１３ａ−２）としたストッパ
部（１３ａ）が形成された非磁性材製のハブ（１３）を
装着し、このハブ（１３）にクラッチ用アーマチュア
（９）とブレーキ用アーマチュア（１４）を嵌合したこ
とを特徴とする。

【００１０】この第２の発明の電磁連結装置は、非磁性
材製のハブ（１３）を設けたので、クラッチ用アーマチ
ュア（９）からハブ（１３）を介してロータ（７）に電
磁コイル（１１）の磁束が漏洩することがなく、また、
ブレーキ用アーマチュア（１４）からハブ（１３）を介
してフィールドコア（１５）に電磁コイル（１７）の磁
束が漏洩することがなく、アーマチュア（９、１４）の
磁気吸引力の低下を防止することができる。

【００１１】また、第３の発明の電磁連結装置は、第
１、第２の発明の電磁連結装置において、非磁性材製の
板ばね（１９）としたことを特徴とする。この第３の発
明の電磁連結装置は、クラッチ用アーマチュア（９）か
ら板ばね（１９）を介してブレーキ用アーマチュア（１
４）に電磁コイル（１１）の磁束が漏洩することがな
く、また、ブレーキ用アーマチュア（１４）から板ばね
（１９）を介してクラッチ用アーマチュア（９）に電磁
コイル（１７）の磁束が漏洩することがなく、アーマチ
ュア（９、１４）の磁気吸引力の低下を防止することが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態とし
て図１〜図４に図示した電磁連結装置を説明する。図１
は電磁連結装置の断面図であり、図２は図１の要部のみ
を拡大して示した断面図である。図３（ａ）は板ばねの
平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の板ばねの側面図あ
る。図４はアーマチュア組立体の分解斜視図である。実
施の形態として図示された電磁連結装置は、同一軸線上
に設けられた電磁クラッチ２と電磁ブレーキ３が角筒状
のブラケット１に収容され、モータ４と減速機５の間に
配設されている。なお、図１に被動軸１２の軸線方向に
延びた矢印ＡＢを示したが、矢印Ａ方向を一方の軸線方
向とし、矢印Ｂ方向を他方の軸線方向として、以下、電
磁連結装置の構成を説明する。

【００１３】電磁クラッチ２は、モータ４の回転軸がス
プライン嵌合されるスプライン穴６ａが形成された円筒
状のボス部材６と、このボス部材６が内周面に一体的に
嵌合されブラケット１に回転自在に支持されたロータ７
と、このロータ７の外側に設けられブラケット１に固定
されたフィールドコア８と、ロータ７の摩擦面に磁気吸
着されるクラッチ用アーマチュア９とにより、概略構成
されている。ロータ７の半径方向に延設されたフランジ
部７ａには、一方の軸線方向に向いた面に環状の凹部７
ｂが形成され、他方の軸線方向に向いた面に摩擦板１０
が固着されている。そして、摩擦板１０が固着された面
を、ロータ７の摩擦面としている。

【００１４】フィールドコア８は、他方の軸線方向に開
口した環状溝８ａが形成され、その環状溝８ａにコイル
ボビンに巻かれた電磁コイル１１が収容されている。ま
た、フィールドコア８は、環状溝８ａが開口した部分を
ロータ７の凹部７ｂに遊嵌した状態でブラケット１にね
じで固定されている。クラッチ用アーマチュア９は、ロ
ータ７の摩擦面と所定寸法のエアギャップ（０．２〜
０．３mm程度の隙間）を介して摩擦面が対向している。
また、クラッチ用アーマチュア９には、被動軸１２にス
プライン嵌合されたスプライン穴と、後述する板ばね１
９をねじで固定するために円周方向に間隔をおいて形成
された複数のねじ穴９ａと、隣接するねじ穴９ａの間に
形成され、板ばね１９を後述するブレーキ用アーマチュ
ア１４に固定するためのねじが挿入される複数の貫通穴
９ｂが設けられている。

【００１５】被動軸１２は、ブラケット１に被せられた
円板状の蓋部材１ａから外側に突出した軸端にスプライ
ン溝１２ａが形成され、ブラケット１に回転自在に支持
されている。また、被動軸１２には、ステンレス鋼など
の非磁性材料で形成されたハブ１３が圧入嵌合され一体
に固定されている。ハブ１３の外周面は、段付き円筒状
に形成され、軸線方向の略中央に半径方向外側に延設さ
れた円板状のストッパ部１３ａが一体に加工され設けら
れている。このストッパ部１３ａの側面のうち、一方の
軸線方向に向いた面を、クラッチ用アーマチュア９の反
摩擦面が当接した第１のストッパ面１３ａ−１とし、他
方の軸線方向に向いた面を、後述するブレーキ用アーマ
チュア１４の反摩擦面が当接した第２のストッパ面１３
ａ−２としている。

【００１６】また、ハブ１３の外周面には、ストッパ部
１３ａの外径寸法より小さい外径寸法に設定され第１の
ストッパ面１３ａ−１側に形成されたスプライン溝１３
ｂと、このスプライン溝１３ｂの外径寸法より小さい外
径寸法に設定され第２のストッパ面１３ａ−２側に形成
された円筒部１３ｃと、この円筒部１３ｃの端部におい
て第２のストッパ面１３ａ−２と同一平面状に形成され
た段差面１３ｄが設けられている。なお、被動軸１３の
軸端に形成されたスプライン溝１２ａは、減速機５の歯
車と噛み合う。

【００１７】被動軸１３の円筒部１３ｃの外側には、そ
の円筒部１３ｃの外径寸法より大きい内径寸法の中心穴
が形成された電磁ブレーキ３のブレーキ用アーマチュア
１４が遊嵌されている。また、ブレーキ用アーマチュア
１４には、後述する板ばね１９をねじで固定するために
円周方向に間隔をおいて形成された複数のねじ穴１４ａ
と、隣接するねじ穴１４ａの間に形成され、板ばね１９
をクラッチ用アーマチュア９に固定したねじの頭部が当
接しないように穿設された複数の貫通穴１４ｂが設けら
れている。

【００１８】電磁ブレーキ３は、ブレーキ用アーマチュ
ア１４と、ブラケット１の蓋部材１ａに固定されたフィ
ールドコア１５と、このフィールドコア１５に固定され
ブレーキ用アーマチュア１４の摩擦面と所定寸法のエア
ギャップ（０．２〜０．３mm程度の隙間）を介して摩擦
面が対向したブレーキディスク１６とにより、概略構成
されている。フィールドコア１５は、一方の軸線方向に
開口した環状溝１５ａが形成され、この環状溝１５ａの
中にコイルボビンに巻かれた電磁コイル１７が収容され
ている。ブレーキディスク１６は、半径方向外側に形成
され軸線方向に延在した円筒部１６ａをフィールドコア
１５の外極部先端１５ｂの外周面に圧入嵌合することに
よりフィールドコア１５に固定されている。また、ブレ
ーキディスク１６の一方の軸線方向に向いた面には摩擦
板１８が固着され、この摩擦板１８が固着されたブレー
キディスク１６の面を、フィールドコア１５の摩擦面と
して設けている。なお、ブレーキディスク１６の中心穴
の壁面とフィールドコア１５の内極部先端１５ｃの外周
面との間には、残留磁束の消滅を早めるために設けられ
た断磁部としての環状の隙間Ｇが形成されている。

【００１９】このような構成からなる電磁クラッチ２の
クラッチ用アーマチュア９と電磁ブレーキ３のブレーキ
用アーマチュア１４は、複数枚の板ばね１９により一体
的に連結されている。板ばね１９は、ステンレス鋼板な
どの非磁性材料により円弧状に形成されている。また、
板ばね１９は、第１の固定部１９ａに対する第２の固定
部１９ｂの位置が寸法Ｌ（１．５mm〜２．０mm程度の寸
法）ずれるように、あらかじめ折り曲げられている。

【００２０】次に、アーマチュア組立体の組立手順につ
いて説明する。アーマチュア組立体は、クラッチ用アー
マチュア９とブレーキ用アーマチュア１４、およびこれ
らアーマチュア９、１４を連結した板ばね１９と、アー
マチュア９、１４を軸線方向に移動自在に支持したハブ
１３により構成されている。アーマチュア組立体は、板
ばね１９の第１の固定部１９ａをクラッチ用アーマチュ
ア９の反摩擦面にねじで固定した後、クラッチ用アーマ
チュア９をハブ１３のスプライン溝１３ｂにスプライン
嵌合する。また、ブレーキ用アーマチュア１９をハブ１
３の円筒部１３ｃの外側に遊嵌した後、クラッチ用アー
マチュア９の反摩擦面がハブ１３の第１のストッパ面１
３ａ−１に当接し、かつブレーキ用アーマチュア１４の
反摩擦面がハブ１３の第２のストッパ面１３ａ−２に当
接した状態で、板ばね１９の第２の固定部１９ｂをブレ
ーキ用アーマチュア１４の反摩擦面にねじで固定するこ
とにより組み立てられる。

【００２１】またさらに、アーマチュア組立体は、板ば
ね１９がブレーキ用アーマチュア１４に固定されるとき
に軸線方向に弾性変形するので（撓むので）、この板ば
ね１９の弾性復帰力により、クラッチ用アーマチュア９
がハブ１３の第１のストッパ面１３ａ−１に当接した状
態に保持され、ブレーキ用アーマチュア１４がハブ１３
の第２のストッパ面１３ａ−２に当接した状態に保持さ
れる。また、板ばね１９は、クラッチ用アーマチュア９
の反摩擦面とブレーキ用アーマチュア１４の反摩擦面と
の間に形成された環状の隙間Ｓに収容される。

【００２２】次に、電磁連結装置の作用について説明す
る。図示の電磁連結装置は、モータ４の回転軸と一体的
にロータ７が回転しているとき、電磁コイル１１に通電
して電磁クラッチ２を励磁作動すると、クラッチ用アー
マチュア９が板ばね１９の弾性復帰力に抗してロータ７
に磁気吸着され摩擦係合するので、被動軸１２を介して
減速機５にモータ４の動力を伝達することができる。ま
たこの状態において、電磁コイル１１への通電を断って
電磁クラッチ２を無励磁状態にした後、電磁コイル１７
に通電して電磁ブレーキ３を励磁作動すると、クラッチ
用アーマチュア９が板ばね１９の弾性復帰力によりロー
タ７から離間し、ブレーキ用アーマチュア１４がブレー
キディスク１６に磁気吸着され摩擦係合する。したがっ
て、被動軸１２への動力伝達が遮断され、かつ被動軸１
２が制動される。

【００２３】以上、この発明の実施の形態について説明
したが、この発明に係る電磁連結装置は、クラッチ用ア
ーマチュア９またはブレーキ用アーマチュア１４のう
ち、少なくともいずれか一方のアーマチュア９、１４が
ハブ１３と一体的に回転できるように嵌合されていれば
よい。また、一体的に回転させるための嵌合手段として
は、スプライン嵌合以外のキー嵌合などでもよい。また
さらに、非磁性材製の被動軸１２に、ストッパ部１３ａ
やスプライン溝１３ｂを一体に形成して、ハブ１３を省
略してもよい。

【００２４】また、ハブ１３の第２のストッパ面１３ａ
−２に、ブレーキ用アーマチュア１４の反摩擦面が当接
した構造を説明したが、段差面１３ｄにブレーキ用アー
マチュア１４の反摩擦面が当接する構造であってもよ
い。さらに、円弧状の板ばね１９を複数枚使用したが、
環状の板ばねにより、クラッチ用アーマチュア９とブレ
ーキ用アーマチュア１４を連結してもよい。

【００２５】

【発明の効果】第１の発明の電磁連結装置は、板ばねの
初期の弾性復帰力により、クラッチ用アーマチュアの反
摩擦面が被動軸の第１のストッパ面に当接し、ブレーキ
用アーマチュアの反摩擦面が被動軸の第２のストッパ面
に当接するようにしたので、板ばねの初期の弾性復帰力
により、外部振動によるクラッチ用アーマチュアやブレ
ーキ用アーマチュアの振れは防止される。また、クラッ
チ用アーマチュアの摩擦面とロータの摩擦面との衝突
や、ブレーキ用アーマチュアの摩擦面とフィールドコア
の摩擦面との衝突を防止することができる。

【００２６】第２の発明の電磁連結装置は、非磁性材製
のハブを設けたので、クラッチ用アーマチュアからハブ
を介してロータに電磁コイルの磁束が漏洩することがな
く、また、ブレーキ用アーマチュアからハブを介してフ
ィールドコアに電磁コイルの磁束が漏洩することがな
く、アーマチュアの磁気吸引力の低下を防止することが
できる。

【００２７】第３の発明の電磁連結装置は、クラッチ用
アーマチュアから板ばねを介してブレーキ用アーマチュ
アに電磁コイルの磁束が漏洩することがなく、また、ブ
レーキ用アーマチュアから板ばねを介してクラッチ用ア
ーマチュアに電磁コイルの磁束が漏洩することがなく、
アーマチュアの磁気吸引力の低下を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態として図示された電磁連
結装置の断面図である。

【図２】図１の要部のみを拡大して示した断面図であ
る。

【図３】（ａ）は板ばねの平面図であり、（ｂ）は
（ａ）の板ばねの側面図である。

【図４】アーマチュア組立体の分解斜視部である。

【符号の説明】

２ 電磁クラッチ ３ 電磁ブレーキ ９ クラッチ用アーマチュア １２ 被動軸 １３ ハブ １３ａ ストッパ部 １４ ブレーキ用アーマチュア １９ 板ばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁クラッチと電磁ブレーキが設けられ
   クラッチ用アーマチュアとブレーキ用アーマチュアが被
   動軸に支持された電磁連結装置において、 一方の軸線方向に向いた第１のストッパ面と他方の軸線
   方向に向いた第２のストッパ面が設けられた被動軸と、 この被動軸に嵌合され反摩擦面が前記第１のストッパ面
   に当接したクラッチ用アーマチュアと、 前記被動軸に嵌合され反摩擦面が前記第２のストッパ面
   に当接したブレーキ用アーマチュアと、 前記クラッチ用アーマチュアと前記ブレーキ用アーマチ
   ュアの間に形成された環状の隙間と、 前記クラッチ用アーマチュアの反摩擦面に固定された第
   １の固定部と、この第１の固定部に対し軸線方向に変位
   して前記ブレーキ用アーマチュアの反摩擦面に固定され
   た第２の固定部が形成され、前記隙間に収容された板ば
   ねを設け、 前記板ばねの初期の弾性復帰力により、前記クラッチ用
   アーマチュアと前記ブレーキ用アーマチュアを前記第
   １、第２のストッパ面に当接させたことを特徴とする電
   磁連結装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された電磁連結装置にお
   いて、被動軸に、一方の側面を第１のストッパ面とし他
   方の側面を第２のストッパ面としたストッパ部が形成さ
   れた非磁性材製のハブを装着し、このハブにクラッチ用
   アーマチュアとブレーキ用アーマチュアを嵌合したこと
   を特徴とする電磁連結装置。
3. 【請求項３】 請求項１、２に記載された電磁連結装置
   において、非磁性材製の板ばねとしたことを特徴とする
   電磁連結装置。