JP2564824B2

JP2564824B2 - クラツチ

Info

Publication number: JP2564824B2
Application number: JP62130460A
Authority: JP
Inventors: 博明中村
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPS63293345A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、動力の伝達および遮断を行うために用い
られるクラッチに係り、特に軽量化、応答性および低騒
音等の向上を図ったクラッチに関する。

［従来技術］第３図は、従来の遊星歯車機構を用いた電磁クラッチ
の構成を示す断面図、第４図は第３図に示すＡ−Ａ線の
断面図である。

第３図において、１は厚みを有する中空の被駆動軸で
あり、この被駆動軸１の図面中央部左側には、横断面が
円形で、かつその中心点が同被駆動軸１の軸心に一致し
ているディスク１′が形成されている。このディスク
１′の図面右側の面には、その円周等分３箇所に、平行
ピン2a〜2c（2b、2cは図示しない）が取り付けられてい
る。そして、平行ピン2aには平歯車3a（第２図参照）が
取り付けられている。また、図示しないが、平行ピン2a
と同様に、平行ピン2bには平歯車3b、平行ピン2cには平
歯車3cが各々取り付けられている。上記した平歯車3a〜
3cは遊星歯車と呼称されている。４は平歯車であり、被
駆動軸１の図面中央部分に回転自在に取り付けられてい
る。そして、この平歯車４と上記した各遊星歯車3a〜3c
とが嵌合している。上記した平歯車４は太陽歯車と呼称
されている。５は平歯車であり、被駆動軸１の図面右端
部分に回転自在に取り付けられている。この平歯車５
は、駆動源（図示しない）からの駆動力を入力するため
のものである。また、平歯車５の図面左方向へ延びるハ
ブ５′の端には、横断面が円形で、かつ、その中心点が
被駆動軸１の軸心に一致しているディスク５″が形成さ
れている。このディスク５″の図面左側の面には、その
円周等分３箇所に、平行ピン6a〜6c（6b、6cは図示しな
い）が取り付けられている。そして、平行ピン6aには遊
星歯車7aが取り付けられている。また、図示しないが、
平行ピン6aと同様に、平行ピン6bには遊星歯車7b、平行
ピン6cには遊星歯車7cが各々取り付けられている。これ
ら遊星歯車7a〜7cが各々太陽歯車４に嵌合されている。
８は内歯車であり、遊星歯車3a〜3cおよび7a〜7cと嵌合
しており、回転自在となっている。９はころがり軸受で
あり、被駆動軸１の図面左端部分に取り付けられてお
り、このころがり軸受９の外周壁上にはリング状に形成
された固定部材10が取り付けられている。この固定部材
10には、図面右方向へ延びるハブ10′が形成されてい
る。また、固定部材10の外周壁上には、横断面が湾曲し
た板状の押圧部材11aの一端が取り付けられている。こ
の取り付けにあっては、弾力性を有する板状の支点板12
aが使用され、固定部材10の外周壁上と押圧部材11aとの
間に取り付けられている。そして、押圧部材11aの他端
には、摩擦体（例えば、ゴム、樹脂等）13aが取り付け
られている。また、図示しないが、押圧部材11b、11cも
押圧部材11aと同様に形成されており、各々支点板12b、
12cによって各一端が固定部材10の外周上に取り付けら
れている。そして、押圧部材11b、11cの各他端には、摩
擦体13b、13cが各々取り付けられている。また、上記し
た押圧部材11a〜11cは、固定部材10の円周を３等分した
位置に各々取り付けられている。14aは電磁コイルであ
り、固定部材10のハブ10′と押圧部材11aの端との間に
配置され、同ハブ10′に取り付けられている。また、図
示しないが、電磁コイル14aの取り付け状態と同様に、
電磁コイル14bはハブ10′と押圧部材11bの端との間に、
電磁コイル14cはハブ10′と押圧部材11cの端との間に各
々配置され、同ハブ10′に取り付けられている。

このように構成された電磁クラッチにおいて、電磁コ
イル14a〜14cを励磁しないときは、平歯車５が被駆動軸
１に対して回転するとともに、遊星歯車3a〜3c、7a〜7
c、太陽歯車４および内歯車８が各々回転する。この場
合、内歯車８が回転することで、被駆動軸１は回転しな
い。したがって、平歯車５に伝えられた駆動力が被駆動
軸１には伝わらない。次に、電磁コイル14a〜14cを励磁
すると、押圧部材11a〜11cが摩擦体13a〜13cを介して内
歯車８を押圧し固定する。この結果、内歯車８が固定さ
れ、被駆動軸１が回転を始める。したがって、平歯車５
に伝えられた駆動力が被駆動軸１に伝わる。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、上述した電磁コイルを用いた電磁クラッチ
には、電磁コイルを用いているので、次のような問題が
ある。

電磁コイルと、これを格納するヨークとが必要である
ため、軽量化を図ることが難しい。

励磁→吸引→制動なるプロセスで動作し、各過程にそ
れぞれ遅れ要素があるために応答性が悪い。

入力側と出力側との結合を強固にするため、電磁コイ
ルに流す電流の値が大きくなる。このため、消費電力が
大きい。

漏れ磁束が生じるため、これの影響が問題となる用途
には使用できない。

この発明はこのような背景によりなされたもので、そ
の目的は、上記〜の問題を解決することができるク
ラッチを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］この発明は、遊星歯車、太陽歯車、内歯車からなる遊
星歯車機構を有する被駆動軸と、この被駆動軸の一端側
に回転自在に取り付けられかつ前記内歯車と前記太陽歯
車に嵌合させる遊星歯車が設けられ外部駆動源からの駆
動力を入力する駆動部材と、前記被駆動軸の他端側に回
転自在に取り付けられる固定部材と、この固定部材の外
周壁に設けられる板バネ状の支点板と、この支点板に揺
動自在に取り付けられる押圧部材と、この押圧部材の一
端側に設けられ前記内歯車の外周壁に接して該内歯車の
回転を停止する摩擦体と、前記押圧部材の他端側と前記
固定部材との間に、伸張方向が前記被駆動軸の中心軸に
対して垂直方向となるよう設けられる圧電部材（電界に
比例したひずみ量を生じる逆圧電効果を有するものと、
電界の２乗に比例したひずみ量を生じる電歪効果を有す
るものとがある）とを具備したことを特徴とする。

［作用］上記構成によれば、圧電部材に電圧を印加すると、該
圧電部材は被駆動軸の中心軸に対して垂直方向に伸張す
る。これにより、押圧部材が摩擦体を介して内歯車の外
周壁を押圧する。この結果、内歯車が固定されるので被
駆動軸が回転する。そして、圧電部材への電圧の印加を
停止すると、圧電部材は元の長さに戻り、押圧部材が内
歯車から離れる。この結果、内歯車が回転するので被駆
動軸は回転しない。

［実施例］以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明
する。

第１図は、この発明の一実施例の構成を示す断面図で
ある。この図において、前述した第３図と対応する部分
には同一の符号を付してその説明を省略する。

15は固定部材であり、リング状に形成され、ころがり
軸受９に取り付けられている。固定部材15には、図面左
方向へ延びるハブ15′が形成されている。また、固定部
材15の外周壁上には、押圧部材11aが支点板12aによって
揺動自在に取り付けられている。この場合、押圧部材11
aと支点板12aとにより、“てこ”の機構（以下拡大機構
と称する）が構成される。また、図示しないが、押圧部
材11b、11cも押圧部材11aと同様に、支点板12b、12cに
よって固定部材15に取り付けられており、拡大機構を構
成している。16aは圧電素子であり、円筒状に形成さ
れ、固定部材15のハブ15′の外周壁上と押圧部材11aと
の間に糊付けされている。また、図示しないが、圧電素
子16aの取り付け状態と同様に、圧電素子16bはハブ15′
の外周壁上と押圧部材11bとの間に、圧電素子16cはハブ
15′の外周壁上と押圧部材11cとの間に各々糊付けされ
ている。上記した押圧部材11a〜11c、固定部材15および
圧電素子16a〜16cを矢印Ｂ方向から見た外観構成を第２
図に示す。

次に、上記構成において、圧電素子16a〜16cに電圧を
印加すると、各圧電素子は伸張し、押圧部材11a〜11cの
各一端を持ち上げる。これにより、押圧部材11a〜11cの
各他端が摩擦体13a〜13cを介して内歯車８を押圧する。
この場合、押圧部材11a〜11cは拡大機構として動作する
ので、摩擦体13a〜13cは、各圧電素子の伸張距離を数倍
した距離だけ移動する。そして、内歯車８は各押圧部材
により固定されると、平歯車５と共に被駆動軸１が回転
をはじめる。

以上のように、内歯車８を固定するために、従来の電
磁コイルに代わって圧電素子を用いたので、圧電素子の
特徴である高い応答速度、軽量、低消費電力等の利点が
得られる。また、圧電素子には漏れ磁束がないので、こ
れが問題となる用途に使用することができる。なお、圧
電素子の伸張距離を拡大するために“てこ”を用いた拡
大機構を設けたので、押圧部材11a〜11cと内歯車８との
ギャップを圧電素子の伸張距離より大きくすることがで
き、このため、摩擦体13a〜13cの表面と、内歯車８の外
周壁の加工精度を高める必要がない。したがって、加工
精度を高めるためのコストの上昇がない。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、遊星歯車、太
陽歯車、内歯車からなる遊星歯車機構を有する被駆動軸
と、この被駆動軸の一端側に回転自在に取り付けられか
つ前記内歯車と前記太陽歯車に嵌合させる遊星歯車が設
けられ外部駆動源からの駆動力を入力する駆動部材と、
前記被駆動軸の他端側に回転自在に取り付けられる固定
部材と、この固定部材の外周壁に設けられる板バネ状の
支点板と、この支点板に揺動自在に取り付けられる押圧
部材と、この押圧部材の一端側に設けられ前記内歯車の
外周壁に接して該内歯車の回転を停止する摩擦体と、前
記押圧部材の他端側と前記固定部材との間に、伸張方向
が前記被駆動軸の中心軸に対して垂直方向となるよう設
けられる圧電部材とを具備したので、内歯車を停止させ
る応答性が良く、電磁コイルに比較して軽量化が図れ、
さらに、消費電力が少ない等の利点が得られる。また、
漏れ磁束が生じないので、これを影響が問題となる用途
に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図、第２
図は第１図を矢印Ｂ方向から見た外観図、第３図は従来
の遊星歯車機構を用いた電磁クラッチの構成を示す断面
図、第４図は第３図のＡ−Ａ線の断面図である。１……被駆動軸、3a……遊星歯車、４……太陽歯車、８
……内歯車（3a、４および８は遊星歯車機構を構成す
る）、５……平歯車、7a……遊星歯車（駆動部材）、11
a……押圧部材、12a……支点板、13a……摩擦体、15…
…固定部材、16a……圧電部材（圧電素子）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】遊星歯車、太陽歯車、内歯車からなる遊星
歯車機構を有する被駆動軸と、この被駆動軸の一端側に回転自在に取り付けられかつ前
記内歯車と前記太陽歯車に嵌合させる遊星歯車が設けら
れ外部駆動源からの駆動力を入力する駆動部材と、前記被駆動軸の他端側に回転自在に取り付けられる固定
部材と、この固定部材の外周壁に設けられる板バネ状の支点板
と、この支点板に揺動自在に取り付けられる押圧部材と、この押圧部材の一端側に設けられ前記内歯車の外周壁に
接して該内歯車の回転を停止する摩擦体と、前記押圧部材の他端側と前記固定部材との間に、伸張方
向が前記被駆動軸の中心軸に対して垂直方向となるよう
設けられる圧電部材とを具備したことを特徴とするクラッチ。