JP2575757Y2

JP2575757Y2 - 電磁スプリングクラッチ

Info

Publication number: JP2575757Y2
Application number: JP1993073314U
Authority: JP
Inventors: 智伊藤
Original assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2008-07-02
Also published as: JPH0741075U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、電磁スプリングクラッ
チに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５及び図６は従来の電磁スプリングク
ラッチの一例を示している。同図の電磁スプリングクラ
ッチ５１は、非磁性材からなる出力軸５２と、この出力
軸５２上に空転自在に順次装着されている入力ギヤ５
３，円盤状のアーマチュア５４，軸受５５，コイル５６
を内蔵して軸受５５上に一体回転可能に取り付けられて
いるフィールドコア５７と、アーマチュア５４とフィー
ルドコア５７との間で出力軸５２に一体回転可能に装着
されているロータ５８と、入力ギヤ５３とアーマチュア
５４との間で出力軸５２に一体回転可能に装着されてい
る出力ハブ５９と、一端６０ａが入力ギヤ５３の係合孔
５３ａに他端６０ｂがアーマチュア５４の係合孔５４ａ
にそれぞれ係止されて出力軸５２上に出力ハブ５９との
間に隙間を介して装着されたコイルスプリング６０等で
構成されている。なお、ここでのアーマチュア５４，軸
受５５，フィールドコア５７，ロータ５８はそれぞれ鉄
板等の磁性体で形成されている。

【０００３】また、フィールドコア５７は板金絞り成形
してカップ状に作られており、その内部にコイル５６を
収納させた状態で外筒部５７Ａがアーマチュア５４の反
対側より延ばされ、ロータ５８の厚みの大部分を開口側
の先端５７ａで覆った状態にして組み込まれている。加
えて、出力軸５２上の、ロータ５８と軸受５５との間の
部分にはスペーサ用のワッシャ６１が配設されていると
ともに、入力ギヤ５３と軸受５５の外側に位置した部分
にはそれぞれ止め輪６２，６３が取り付けられている。
さらに、ロータ５８には、出力軸５２が貫通される中心
孔６４の周囲に、同心円状に３つの眉形孔６５が形成さ
れており、アーマチュア５４と対向している面、すなわ
ち吸着結合面５８Ａは単なる平面として形成されてい
る。一方、このロータ５８と対向しているアーマチュア
５４は、出力軸５２が貫通される中心孔６６とコイルス
プリング６０の他端６０ｂが係合される係合孔５４ａが
設けられている以外、ロータ５８の吸着結合面５８Ａと
対向している面、すなわち吸着結合面５４Ａは単なる平
面として形成されている。

【０００４】次に、この電磁スプリングクラッチ５１の
作動について説明すると、図５はコイル５６に通電が行
われていないときの状態を示しており、アーマチュア５
４がロータ５８より離れ、コイルスプリング６０と出力
ハブ５９との間に隙間が形成されてクラッチ断の状態に
なっている。そして、このクラッチ断の状態において、
外部から入力ギヤ５３に回転が与えられると、この入力
ギヤ５３と一体にコイルスプリング６０及びアーマチュ
ア５４が出力軸５２上で空転し、出力軸５２には回転が
伝えられない。

【０００５】また、このように入力ギヤ５３がコイルス
プリング６０及びアーマチュア５４と共に回転されてい
る状態においてコイル５６に通電を行うと、フィールド
コアー５７が励磁されるとともにロータ５８が磁化さ
れ、アーマチュア５４がロータ５８側に磁気吸着され、
吸着結合面５８Ａに吸着結合面５４Ａが当接されて吸着
結合される。これによりアーマチュア５４とロータ５８
との間に負荷が作られ、図６に示すようにコイルスプリ
ング６０が出力ハブ５９に巻き付いてクラッチ接の状態
となり、入力ギヤ５３と出力軸５２とが一体に回転され
る。

【０００６】また、クラッチ接の状態で、コイル５６へ
の通電を断ってフィールドコア５７の励磁を中止する
と、ロータ５８よりアーマチュア５４が離れ、これと同
時にコイルスプリング６０が拡張し、図５に示すクラッ
チ断に戻る。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来電磁スプリングクラッチ５１では、フィールドコア
５７は板金絞り成形して作られているが、製造誤差等で
外筒部５７Ａの長さがまちまちとなり安定しない。ま
た、その誤差が存在しているままの状態で使用すると、
あるものは図７に示すようにロータ５８の厚みの一部だ
け覆う状態になり、フィールドコア５７の磁束をロータ
５８に十分に伝えることができなくなり、あるものは８
図に示すように外筒部５７Ａが長く、その先端５７ａが
解放時のアーマチュア５４の近傍まで達するようになる
ため、フィールドコア５７の磁束が直接アーマチュア５
４に作用してロータ５８とアーマチュア５４との吸引作
用が不十分になってしまう。このため、外筒部５７Ａ
は、絞り成形で少し長めに製作しておき、切削加工で精
度良く長さを調整する必要があり、製造が面倒であっ
た。

【０００８】そこで、本考案はの目的は、フィールドコ
アの製作時における寸法精度を向上させてフィールドコ
アの磁束を効率良くロータに伝えてクラッチを正確に動
作させることができる構造にした電磁スプリングクラッ
チを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め本考案は、非磁性材からなる出力軸上に入力回転要素
と円盤状のアーマチュアとコイルを内蔵したフイールド
コアとが空転自在に順次装着されていると共に、前記ア
ーマチュアとフィールドコアとの間で出力軸に一体回転
可能に装着された円盤状のロータと、一端が前記入力回
転要素に他端が前記アーマチュアにそれぞれ係止されて
前記出力軸上に同軸回りとの間に隙間を介して装着され
たコイルスプリングとを備え、また、前記フィールドコ
アがアーマチュアの反対側より延ばされてロータの外径
を覆う外筒部を有したカップ状に形成されており、前記
コイルに通電してフィールドコアとロータをコイルと一
体に励磁せしめると、アーマチュアがロータに磁気吸着
結合されて一体に回転し、前記コイルスプリングが出力
軸に巻き付けられてクラッチ接となる電磁スプリングク
ラッチにおいて、前記フィールドコアの外筒部の先端部
内径を、前記アーマチュア側に進むに従って大径となる
状態に加工したものである。

【００１０】

【作用】以上の構成によれば、略カップ形状のフィール
ドコアを加工するときに、外筒部の先端内径を大径にし
て外側へ拡げた状態にしておくと、外筒部の先端部はア
ーマチュア側に進んでもアーマチュアに接近しない形に
して組み立てることができる。そして、外筒部の先端部
の内径を外側に拡げることによって、フィールドコアか
らアーマチュアに直接作用する磁束の割合を減少させ、
逆にロータに作用する割合を強めることが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本考案の実施例について図面を用いて
説明する。図１及び図２は本考案に係る電磁スプリング
クラッチの一実施例を示し、図１はクラッチ断の状態
で、図２はクラッチ接の状態で示す断面図である。

【００１２】図１及び図２において、この電磁スプリン
グクラッチ１は、大きくは出力軸２と、この出力軸２上
に空転自在に順次装着されている入力ギヤ３，円盤状の
アーマチュア４，軸受５，コイル６を内蔵して軸受５上
に一体回転可能に取り付けられているフィールドコア７
と、アーマチュア４とフィールドコア７との間で出力軸
２に一体回転可能に装着されているロータ８と、入力ギ
ヤ３とアーマチュア４との間で出力軸２に一体回転可能
に装着されている出力ハブ９と、一端１０ａが入力ギヤ
３の係合孔３ａに他端１０ｂがアーマチュア４の係合孔
４ａにそれぞれ係止されて出力軸２上に出力ハブ９との
間に隙間を介して装着されたコイルスプリング１０等で
構成されている。また、出力軸２上の、ロータ８と軸受
５との間の部分にはスペーサ用のワッシャ１１が配設さ
れているとともに、入力ギヤ３と軸受５の外側に位置し
た部分にはそれぞれ止め輪１２，１３が取り付けられて
いる。なお、前記各係合孔３ａ，４ａは、孔に代えて溝
状に形成しても良い。

【００１３】さらに詳述すると、出力軸２は、樹脂、銅
合金、アルミ合金、オーステナイト系ステンレス鋼等の
非磁性材料で作られており、また軽量化や電磁スプリン
グクラッチを取り付ける軸（不図示）にセットし易くす
るためにパイプ状に形成している。出力ハブ９は筒状に
形成されており、出力軸２の外周部に図示せぬキーで回
転不能に固定され、出力軸２と一体に回転する状態にし
て取り付けられている。入力ギヤ３は入力回転要素とな
るものであり、出力ハブ９と摺接するとともにコイルス
プリング１０の一部が巻き付く内ボス部３Ａと、コイル
スプリング１０の一端を係止する上記係合孔３ａを設け
た外ボス部３Ｂが端面に一体に形成されている。

【００１４】コイルスプリング１０は、断面が角形の線
材で作られており、内径は出力ハブ９の外径寸法より僅
かに大きく形成されている。なお、ここでのコイルスプ
リング１０は、断面が角形の線材で作られたものを使用
して、コイルスプリング１０が締め付けられたときに出
力ハブ９の外周面に線材が面接触する構造にしており、
こうすることにより大きなトルク伝達が可能になる。し
かし、コイルスプリング１０には、必ずしも断面が角形
の線材を使用しなくても、丸形や楕円形の線材を使用し
て形成しても良いものである。

【００１５】フイールドコア７は鉄製で、一端（先端部
７ａ）が開口されて取り付けられる外筒部７Ａを有して
カップ状に形成されており、外筒部７Ａがアーマチュア
４の反対側より延ばされてロータ８の厚みを覆った状態
にして、軸受５を介して出力軸２上に空転可能に取り付
けられ、軸受５との間の空間に図示せぬボビンに巻かれ
た上記コイル６が収納されて固定されている。また、外
筒部７Ａの先端部７ａは、ロータ８の厚みの約半分位か
ら外側に折り返されてラッパ状に作られており、この折
り返しにより、先端部７ａの内径は外側（アーマチュ
ア）に進むに従って序々に大径となる状態、すなわち外
側に拡げられた状態にＲ面取り加工されている。そし
て、このフィールドコア７は、図１及び図２に示してい
るように、ロータ５の端面付近からＲ面取り加工が始ま
り、アーマチュア４側に進んでもアーマチュアに接近し
ない状態にして配設されている。

【００１６】ロータ８は鉄製で円盤状に形成されてお
り、中心には出力軸２が挿通される貫通した中心孔２１
が形成されている。また、中心孔２１内には、出力軸２
の外周部に形成された図示せぬキー溝に係合されるキー
（不図示）が一体に形成されており、このキーを出力軸
２側のキー溝に係合させて、出力軸２と一体に回転する
状態にして取り付けられている。さらに、ロータ８に
は、同心円状に３つの眉形孔２３が設けられている。

【００１７】アーマチュア４は鉄製で円盤状をしてお
り、中心には出力軸２が挿通される貫通した中心孔２６
が形成され、ロータ８と対向している面、すなわち吸着
結合面４Ａにはコイルスプリング１０の他端１０ｂを係
合するための上記係合孔４ａが形成されている。

【００１８】次に、この電磁スプリングクラッチ１の作
動について説明する。図１はコイル６に通電が行われて
いないときの状態を示しており、アーマチュア４がロー
タ８より離れ、コイルスプリング１０と出力ハブ９との
間に隙間が形成されてクラッチ断の状態になっている。
そして、このクラッチ断の状態において、外部から入力
ギヤ３に回転が与えられると、この入力ギヤ３と一体に
コイルスプリング１０及びアーマチュア４が出力軸２上
で空転し、出力軸２には回転が伝えられない。

【００１９】また、このように入力ギヤ３がコイルスプ
リング１０及びアーマチュア４と共に回転されている状
態においてコイル６に通電を行うと、フィールドコア７
が励磁されるとともにロータ８が磁化される。このとき
の磁束は主に、フィールドコア７から順に、ロータ８の
外輪，アーマチュア４，ロータ８の内輪，フィールドコ
ア７の軸受５の回路となり、アーマチュア４がロータ８
側に磁気吸着されて、ロータ８側の吸着結合面８Ａにア
ーマチュア４側の吸着結合面４Ａが当接されて吸着結合
される。これによりアーマチュア４とロータ８との間に
負荷が作られ、図７に示すようにコイルスプリング１０
が出力ハブ９に巻き付いてクラッチ接の状態となり、入
力ギヤ３と出力軸２とが一体に回転される。また、クラ
ッチ接の状態で、コイル６への通電を断ってフィールド
コア７の励磁を中止すると、ロータ８よりアーマチュア
４が離れ、これと同時にコイルスプリング１０が拡張
し、図１に示すクラッチ断に戻る。

【００２０】したがって、本実施例の電磁スプリングク
ラッチでは、フイールドコア７の外筒部７Ａの先端部７
ａが外側に折り返されてラッパ状に作られており、この
折り返しでフィールドコア７は、ロータ５の端面付近か
らアーマチュア４側に進んでもアーマチュア４に接近し
ない状態にして配設されているので、製造段階での面取
り加工でフィールドコア７からアーマチュア４に直接作
用する磁束の割合を減少させ、逆にロータ８に作用する
割合を強めるように調整することができ、これによって
ロータ５の磁気吸引力を向上させることができる。

【００２１】なお、フィールドコア７を作るに当たって
は、まず略カップ形状に絞り加工し、次いで外筒部７Ａ
の先端端７ａをラッパ状に外側へ拡げる際、先端部７ａ
の拡げ加工工具をフィールドコア７の底部７ｂを基準に
して外筒部７Ａの長さＬになるように調整しておけば、
フィールドコア７は寸法精度良く製作することができ
る。

【００２２】また、フィールドコア７の折り曲げられた
先端部７ａを使用して、この先端部７ａに図３に示すよ
うに非磁性材で形成された筒状の防塵用カバー２９を設
けた構造にしても良いものである。さらに、先端部７ａ
を折り返すと邪魔な場合は、この折り返された先端部７
ａの外側の部分は磁気回路の形成に関係ない部分なの
で、図４に示すように折り返された外周側を切削等で除
去しても差し支えないものである。また、さらに上記実
施例では、出力軸２上に出力ハブ９を固定して設けて、
この出力ハブ９にコイルスプリング１０を巻き付けるよ
うにした構造を開示したが、出力ハブ９を無くして出力
軸２の外周面に直接コイルスプリングを巻き付けるよう
にしても差し支えないものである。

【００２３】

【考案の効果】以上説明したとおり、本考案に係る電磁
スプリングクラッチにあっては、アーマチュアに作用す
る磁束を、外筒部の先端部をラッパ状に外側へ拡げるこ
とによって調整することができるので、寸法精度の良い
フィールドコアを簡単に作ることができる。また、これ
によって、励磁してクラッチ接するときのロータの磁力
を効率良くアーマチュアに作用させることができ、クラ
ッチ接・断動作を長期にわたり正常に持続できるという
効果が得られるので、特に事務機械用の回転要素の性能
向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電磁スプリングクラッチ例をクラッチ
断の状態で示す断面図である。

【図２】前記電磁スプリングクラッチをクラッチ接の状
態で示す断面図である。

【図３】前記電磁スプリングクラッチ一変形例をクラッ
チ接の状態で示す断面図である。

【図４】フィールドコアの一変形例を示す図である。

【図５】従来の電磁スプリングクラッチの一例をクラッ
チ断の状態で示す断面図である。

【図６】前記電磁スプリングクラッチをクラッチ接の状
態で示す断面図である。

【図７】従来のフィールドコア部の構造を説明する部分
断面図である。

【図８】前記フィールドコア部の構造を説明する部分断
面図である。

【符号の説明】

１電磁スプリングクラッチ２出力軸３入力ギヤ（入力回転要素）４アーマチュア６コイル７フィールドコア８ロータ１０コイルスプリング

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】非磁性材からなる出力軸上に入力回転要
素と円盤状のアーマチュアとコイルを内蔵したフイール
ドコアとが空転自在に順次装着されていると共に、前記
アーマチュアとフィールドコアとの間で出力軸に一体回
転可能に装着された円盤状のロータと、一端が前記入力
回転要素に他端が前記アーマチュアにそれぞれ係止され
て前記出力軸上に同軸回りとの間に隙間を介して装着さ
れたコイルスプリングとを備え、また、前記フィールド
コアがアーマチュアの反対側より延ばされてロータの外
径を覆う外筒部を有したカップ状に形成されており、前
記コイルに通電してフィールドコアとロータをコイルと
一体に励磁せしめると、アーマチュアがロータに磁気吸
着結合されて一体に回転し、前記コイルスプリングが出
力軸に巻き付けられてクラッチ接となる電磁スプリング
クラッチにおいて、前記フィールドコアの外筒部の先端部内径を、前記アー
マチュア側に進むに従って大径となる状態に加工したこ
とを特徴とする電磁スプリングクラッチ。