JP2583820Y2

JP2583820Y2 - 電磁スプリングクラッチ

Info

Publication number: JP2583820Y2
Application number: JP1992012229U
Authority: JP
Inventors: 智伊藤; 肇岩田
Original assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1992-03-12
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2007-03-12
Also published as: JPH0573325U

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】軸上に歯車等の入力回転要素、出力ハブ
を巻き締め又は解放するコイルスプリング、アーマチュ
ア、ロータ、フイールドコアの順に直列に配置された電
磁式スプリングクラッチは、例えば、特開昭６１−２３
６９３０号公報に示されるように、クラッチ接からクラ
ッチ断になる際にアーマチュアが素早くロータから離れ
るように、板ばねを備えた構造のものが提案されてい
る。

【０００３】すなわち、その概略の構造は図９に示すよ
うに、出力ハブ２と同心円状に複数個の扇形孔をもつ円
盤状のロータ５を固着した出力軸８上に、空転自在に入
力ギヤ１、支持部材９とアーマチュア４とを板ばね６で
連結したアーマチュアユニット、コイル７１を内蔵した
フイールドコア７、及び入力ギヤ１に一端を係止し他端
を支持部材９に係止したコイルスプリング３から構成さ
れている。なお、８１は止め輪である。

【０００４】作動について説明すると、フイールドコア
７が励磁されていないときは、入力ギヤ１とコイルスプ
リング３を介してアーマチュアユニットとが一体に回転
し、すなわちクラッチ断であり、フイールドコア７が励
磁されたときは、ロータ５が磁化され、アーマチュア４
を吸着することにより、コイルスプリング３が出力ハブ
２に巻き付き、出力軸８に回転を伝える。また、フイー
ルドコア７の励磁を中止すると、アーマチュア４は板ば
ね６の復帰力に助けられて素早くロータ５から離れコイ
ルスプリング３が拡張し、クラッチ断に戻るわけであ
る。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】前述の特開昭６１−２
３６９３０号公報に開示されるような従来技術の電磁ス
プリングクラッチでは、クラッチ接になる段階で、板ば
ね６に回転トルクが掛かり、鋲止め部や板ばねの切欠き
部分が疲労しやすい。また、アーマチュアユニットは、
支持部材９・アーマチュア４・板ばね６の３部品を鋲止
め等により一体に結合するため、構造が複雑で製作コス
トが割高になるなど製作上の課題が挙げられる。

【０００６】そこで、本考案はこのような従来の問題点
を解消するために、構造が簡単な電磁スプリングクラッ
チを提供することを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は、上述の問題点
を解決するもので、非磁性材からなる出力軸（８）上
に、入力回転要素（１）と、円盤状のアーマチュア
（４）と、コイル（７１）を備えたフイールドコア
（７）とが空転自在に順次装着されてあり、入力回転要
素（１）とアーマチュア（４）との間には出力軸（８）
に固定され一体に回転する出力ハブ（２）を、また、ア
ーマチュア（４）とフイールドコア（７）との間には出
力軸（８）に固定され同心円状に複数個の扇形孔を持つ
円盤状のロータ（５）をそれぞれ備えると共に、一端が
入力回転要素（１）に他端がアーマチュア（４）にそれ
ぞれ係止されると共に出力ハブ（２）上に出力ハブ
（２）と隙間を介して装着されたコイルスプリング
（３）を備え、コイル（７１）に通電しフイールドコア
（７）を励磁したときロータ（５）にアーマチュア
（４）が吸着されてコイルスプリング（３）が出力ハブ
（２）に巻付くことによりクラッチ接となる電磁スプリ
ングクラッチに適用され、次の技術手段を採った。すな
わち、アーマチュア（４）とロータ（５）の間にこれら
を離間させる方向に付勢する非磁性材からなる板ばね
（６）を備え、板ばね（６）はアーマチュア（４）又は
ロータ（５）のいずれかに設けた孔又は段部に取付け取
外し可能に嵌合して固定され、フイールドコア（７）を
励磁したとき対向する部材に押圧されて孔又は段部内に
収納されると共にフイールドコア（７）の励磁を中止し
たとき対向する部材を押圧することによりコイルスプリ
ング（３）の出力ハブ（２）への巻付きを解除させてク
ラッチを断とすることを特徴とする電磁スプリングクラ
ッチである。

【０００８】さらに、この板ばね（６）は、略リング状
の平板又は波板形状に形成され、対向する部材と当接す
る面に突起（６１）を備えると好適である。

【０００９】

【作用】本考案の電磁スプリングクラッチの板ばね６
は、略ドーナツ状の平板または波板形状をしており、隣
り合うアーマチュアまたはロータの一方に設けた孔又は
凹部に取付け取外し可能に嵌合して固定され、平板の一
部または波板の凹部は嵌合される部材に設けた孔又は段
部内に収納され、平板に設けた突起または波板の凸部は
アーマチュアとロータの間に突出してこれらを離間する
方向に付勢するように構成されているから、フイールド
コアが励磁されアーマチュアがロータに吸着される場合
は、平板の突起部または波板の凸部は、被嵌合部材がロ
ータにあっては扇形孔内に、被嵌合部材がアーマチュア
にあってはアーマチュアに設けた板ばね逃げ用段部に押
し込められる。フイールドコアの励磁が解除されると、
板ばねが相手部材を押圧し、アーマチュアをロータから
素早く離隔させてクラッチを断とする。

【００１０】板ばねは、銅合金、不銹鋼、樹脂等の非磁
性材で構成したので、鋼製の場合のように磁束を短絡さ
せたり、磁化して相手部材と吸引し合うようなことがな
くなる。さらに板ばねのばね部に突起を設けることによ
り、相手部材と板ばねの接触する面積が少くなり、摺接
する場合の摩擦抵抗を少なくすることができる。また、
板ばねは、略リング状板に構成され、ロータ或はアーマ
チュアに嵌合させると共に、リング状板外縁から蛸足状
に係止部を形成して、ロータの外輪部、又はアーマチュ
アの外縁等に足部を折曲げ係止させることにより簡単に
組立てでき、交換も容易にできる。

【００１１】さらに、従来技術のように板ばねの切欠部
にのみ回転トルクがかかり、切欠部に金属疲労を起こす
ようなことは防止できる。

【００１２】

【実施例】以下、図１〜図８の図面を参照しながら本考
案の実施例を説明する。なお、従来のものと共通する構
成要素については同一符号を使用するものとする。ま
た、各要素の大きさや厚さは模式的に示してある。図２
は各要素の斜視図である。図１、図２に示すように、出
力軸８は、樹脂、銅合金、アルミ合金、オーステナイト
形ステンレス鋼等の非磁性材料であり、軽量化及び電磁
スプリングクラッチを取り付ける軸にセットし易くする
ためにパイプ状に形成している。出力軸８の外径部に
は、その他の要素を所定間隔をもって一体に規制するた
めの止め輪８１（図１）用の溝８６、出力ハブ２を固定
するためのキー８３、出力ハブ２とアーマチュア４の軸
方向位置を規制するフランジ８５、アーマチュア４を回
転自在に支持するアーマチュア軸８４、ロータ５を固定
するためのキー８２を備えている。

【００１３】入力ギヤ１は出力ハブ２と摺接し、コイル
スプリング３の一部が巻き付く内ボス部１１と、コイル
スプリング３の一端と係止する切欠き１３を持つ外ボス
部１２が付いている。出力ハブ２は、前記のキー８３に
嵌合するキー溝２１を備え、出力軸８に嵌入される。

【００１４】コイルスプリング３は、内径が出力ハブ２
の外径寸法より僅かに大きい。図ではスプリングの断面
を角形で示してあるが、丸形や楕円形等にすることがで
きる。アーマチュア４は、鉄製で円盤状に形成されてお
り、コイルスプリング３の他端を係合するための係合孔
４１を備えている。ロータ５は、前記したキー８２と係
合し出力軸８に固定するためのキー溝５１を備えてお
り、内輪５２と外輪５３を接続部５４で繋いで扇形孔５
５を形成した鉄製の円盤であり、扇形孔５５を形成する
ことによりフイールドコア７の磁束によりアーマチュア
４を効率よくロータ５に吸引するという効果が得られ
る。また、板ばね６の厚さより僅かに大きい深さの段部
５６を設け、後述する板ばね６の支持部６４を収納嵌合
させる。

【００１５】板ばね６は、非磁性であるオーステナイト
系ステンレス鋼、ばね用の銅合金、樹脂或は繊維強化樹
脂等で造られる。リング状の板ばね６は、ばね部６３に
凹部６２を設けて、その裏面に突起６１を形成してあ
る。この突起６１は、アーマチュア４と当接する。ま
た、板ばね６は外縁から突出する足部６５を備えてお
り、リング状の板ばね６のばね部６３をロータ５の扇形
孔５５に、板ばね６の支持部６４をロータ５の段部５６
に嵌合させ、前記の足部６５をロータ５の扇形孔５５へ
挿入すると共に外輪５３に折曲げ係止させることにより
組み立てることができる。

【００１６】図３〜図８は、板ばね６とロータ５または
アーマチュア４との嵌合構造の各実施例を示している。
図３は、ロータ５と板ばね６の組立体構造の斜視説明図
（実施例１）である。図３のロータ５と板ばね６は図２
のものとは天地逆に示されている。リング状の板ばね６
は、扇形孔５５の段部５６に収納され、足部６５を折曲
げて溝５７に係止させると、突起６１はロータ５の面よ
り突出しており、その裏面は扇形孔５５なのでばね体と
なる。図３では足部６５は折曲げた状態を図示してい
る。以下図４〜図８も同様である。

【００１７】他の組み付け構造としては、板ばね６に
足部６５を設けずに、前記と同様にロータ５の所定位置
にセットし、ロータ５の接続部５４（図２参照）付近に
かしめて固定することができる。図４は、板ばね６を波
形リング形状にした実施例２を示している。足部６５は
ロータ５の外輪５３に設けた溝５７に巻き付け係止され
る。板ばね６の支持部６４付近は段部５６に収納され、
板ばね６の凸面はロータ５の面より突出しており、ばね
体となる。板ばね６の凸面に突起６１を設けることもで
きる。

【００１８】図５は、アーマチュア４と板ばね６の組立
体構造の斜視説明図（実施例３）である。リング状の板
ばね６は、図３と同様な突起６１及び足部６５を備えて
いる。アーマチュア４は、内径よりに板ばね６の厚さよ
り少し深い段部４２があり、段部４２には、前記の足部
６５の取付け位置に対応して突起４３を備えており、そ
の外側に足部６５を貫通できる孔４４と、アーマチュア
４の裏面に図示されていない足部６５の末端を収納する
ための溝が形成されている。板ばね６の突起６１部は、
アーマチュア４の突起４３間にあり、ばね体となってい
る。また、板ばね６は、磁束の通過を防げないように外
径を小さく形成している。

【００１９】図６は、図５とほぼ同様であるが、板ば
ね６を波板リング形状で、その凸部に突起６１を設けた
実施例４である。図７は実施例５であり、板ばね６のリ
ング部をロータ５の扇形孔５５部分に対応した大きさと
し、ばね部６３を外側へ放射状に形成した実施例であ
る。アーマチュア４は、ロータ５の扇形孔５５部分の形
に対応して段部４２ａを備えており、外側へ放射状に足
部６５を収納するための溝４７を備えている。また、ば
ね部６３に対応する位置には、一段と深い逃げ段部４２
ｂを設けている。アーマチュア４の段部４２ａに板ばね
６を収納し、足部６５を折曲げ係止させて組立てられ
る。ばね部６の突起６１はアーマチュア４の面よりも突
出していると共に逃げ段部４２ｂがあるので、ばね体と
なる。この構成の場合、アーマチュア４は内輪部４５及
び外輪部４６を形成してあるので、それぞれロータ５の
内輪５２および外輪５３と対応しており、磁束を効率よ
く通過させることができる。

【００２０】図８は、実施例６であり、アーマチュア４
と板ばね６の別の構造例を示したものである。板ばね６
はリング状ではなく、突起６１を持つ平板状のばね部６
３、支持部６４、及び２個の足部６５からなる部材複数
個から構成されている。アーマチュア４には、前記の支
持部６４を収納する段部４２ａと、一段深い逃げ段部４
２ｂ、及び前記の足部６５を貫通できる孔４４を備えて
おり、各板ばね６の足部６５を孔４４に挿通し、裏側で
折曲げて組立てられる。

【００２１】これらの各種板ばね６の製作は、金属製の
場合は板材を打ち抜いて、また、樹脂製の場合は足部が
曲がった形状に成形する。また、ロータ５やアーマチュ
ア４は板材の打ち抜きや粉末冶金法により製作すること
ができる。図１、図２に示すフイールドコア７は、ボビ
ンに巻かれたコイル７１を収納した通常のもので、出力
軸８との摺動性をよくする場合は、フイールドコア７の
内径軸受部７３に焼結合金等の軸受を設けることができ
る。係止部７２は、フイールドコア７が回転しないよう
に用いられる他の装置等の突起に係合する。

【００２２】図１は、図２に示したこれらの要素を組立
てた断面図でありクラッチ断状態を示している。板ばね
６は、一部がロータ５の段部に収納され、ロータ５に係
止されていると共に、ロータ５の扇形孔部に位置する突
起６１を有する部分がばね部となっている。なお、図示
していないが、ロータ５とフイールドコア７の間に、磁
力を阻害しない程度の厚さの樹脂製ワッシャーを装着す
る場合がある。

【００２３】入力ギヤ１を回転すると、コイルスプリン
グ３及びアーマチュア４が一緒に回転する。入力ギヤ１
を回転しながらフイールドコア７を励磁すると、ロータ
５は磁化しアーマチュア４を吸引し、アーマチュア４は
板ばね６の突起６１を押しながらロータ５に吸着する
と、コイルスプリング３は出力ハブ２を巻き締め、出力
軸８に回転が伝わり、クラッチ接となる。

【００２４】励磁を解くと、ロータ５の磁気は極めて弱
くなり、板ばね６のスプリング力によりアーマチュア４
はロータ５から素早く離れるので、コイルスプリング３
は出力ハブ２の巻締めを瞬時に解放する。

【００２５】

【考案の効果】本考案の電磁スプリングクラッチは次の
ような優れた効果を奏する。ア板ばねを非磁性体で構成したので、磁性体の場合の
ように磁束を短絡させる或は対向する部材を磁化するよ
うなことはなく、さらに板ばね部に突起を設けたため対
向する部材との摩擦抵抗を減少させることができるの
で、電磁スプリングクラッチの高感度化を図ると共に、
クラッチの接・断を迅速に行うことができる。

【００２６】イ板ばねをアーマチュア或はロータに取付け取外し可
能に嵌合して係止させるよう構成したので、構造が簡単
であり、組立て及び取替が容易である。ウ板ばねの一部のみに回転トルクがかかるようなこと
はなく、板ばねの長寿命化を図ることができる。エ特に事務機械用の回転素子の性能の向上に寄与する
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の断面の説明
図である。

【図２】本考案の電磁スプリングクラッチの構成部品の
斜視図である。

【図３】板ばねとロータの斜視図である。（実施例１）

【図４】板ばねとロータの斜視図である。（実施例２）

【図５】板ばねとアーマチュアの斜視図である。（実施
例３）

【図６】板ばねとアーマチュアの斜視図である。（実施
例４）

【図７】板ばねとアーマチュアの斜視図である。（実施
例５）

【図８】板ばねとアーマチュアの斜視図である。（実施
例６）

【図９】従来例の電磁スプリングクラッチの断面の説明
図である。

【符号の説明】

１入力ギヤ２出力ハブ３コイルスプリング４アーマチュア５ロータ６板ばね７フイールドコア８出力軸６１突起７１コイル

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（８）上に、入
力回転要素（１）と、円盤状のアーマチュア（４）と、
コイル（７１）を備えたフイールドコア（７）とが空転
自在に順次装着されてあり、該入力回転要素（１）と該
アーマチュア（４）との間には該出力軸（８）に固定さ
れ一体に回転する出力ハブ（２）を、また、該アーマチ
ュア（４）と該フイールドコア（７）との間には該出力
軸（８）に固定され同心円状に複数個の扇形孔を持つ円
盤状のロータ（５）をそれぞれ備えると共に、一端が該
入力回転要素（１）に他端が該アーマチュア（４）にそ
れぞれ係止されると共に該出力ハブ（２）上に該出力ハ
ブ（２）と隙間を介して装着されたコイルスプリング
（３）を備え、該コイル（７１）に通電し該フイールド
コア（７）を励磁したとき該ロータ（５）に該アーマチ
ュア（４）が吸着されて該コイルスプリング（３）が該
出力ハブ（２）に巻付くことによりクラッチ接となる電
磁スプリングクラッチにおいて、該アーマチュア（４）と該ロータ（５）の間にこれらを
離間させる方向に付勢する非磁性材からなる板ばね
（６）を備え、該板ばね（６）は該アーマチュア（４）
又は該ロータ（５）のいずれかに設けた孔又は段部に取
付け取外し可能に嵌合して固定され、該フイールドコア
（７）を励磁したとき対向する部材に押圧されて該孔又
は段部内に収納されると共に該フイールドコア（７）の
励磁を中止したとき該対向する部材を押圧することによ
り該コイルスプリング（３）の該出力ハブ（２）への巻
付きを解除させてクラッチを断とすることを特徴とする
電磁スプリングクラッチ。
【請求項２】該板ばね（６）は略リング状の平板又は
波板形状に形成され、該対向する部材と当接する面に突
起（６１）を備えた請求項１記載の電磁スプリングクラ
ッチ。