JP4259648B2 - Electromagnetic coupling device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁クラッチや電磁ブレーキ等の電磁連結装置に関するものであり、特には、フィールドコアにロータを回転自在に支持する構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電磁連結装置のうち電磁クラッチは、入力回転部材または出力回転部材のうち、いずれか一方の回転部材に装着されるロータと、他方の回転部材に装着されるアーマチュアと、電磁コイルが収容されるとともに固定部材に支持されるフィールドコアとを備え、電磁コイルに通電することにより発生する磁束で、アーマチュアをロータに磁気吸着することにより、入力回転部材と出力回転部材とを連結する装置である。また、このような構造の電磁クラッチは、電磁コイルへの通電を断つことにより磁束が消滅した後、弾性部材のばね力によりアーマチュアを固定部材に摩擦係合させる構造にすることにより、1コイル形電磁クラッチ・ブレーキとすることができる。
【0003】
このような1コイル形電磁クラッチ・ブレーキは、例えば実公平1−22989号公報に説明されているものが代表的である。その公報の1コイル形電磁クラッチ・ブレーキは、同一軸線上に突き合わされた入力側回転軸と出力側回転軸とを連結する装置であり、入力側回転軸に一体の回転を可能に装着されたロータと、このロータのボス部に軸受を介して支持されるとともに、固定部材に固定されるフィールドコアと、ロータの摩擦面と所定のエアギャップをおいて対向する駆動用の摩擦面が形成されたアーマチュアと、このアーマチュアの中心穴にスプライン嵌合されるとともに、出力側回転軸に一体の回転を可能に装着されたアーマチュアハブとが設けられている。
【0004】
また、アーマチュアハブのロータ側の側面には、ばね受け板がねじ止めされており、このばね受け板とアーマチュアの側面に形成されたばね収容穴との間に、アーマチュアの摩擦面をロータの摩擦面から離間させるための圧縮コイルばねが介装されている。また更に、アーマチュアの反ロータ側には、圧縮コイルばねのばね力により、固定部材に固定されたブレーキディスクに押圧される制動用の摩擦面が形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の1コイル形電磁クラッチ・ブレーキを始め電磁連結装置は、一般産業用機械の回転軸、または、ユニット化のために設けられた筐体に支持される回転軸にロータを装着する構造である。しかしながら、一般産業用機械の構造上、ロータの中心穴に回転軸が構成されない場合がある。このような場合、回転軸を介して一般産業用機械の固定ハウジングにロータを支持する構造から、フィールドコアを介して上記固定ハウジングにロータを支持する構造に設計を変更しなければならない。
【0006】
この発明は、このような設計要求に対して為されたものであり、フィールドコアの内周面側にロータを支持した構造の電磁連結装置を提供す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、請求項1に記載された電磁連結装置は、環状な主継鉄部(実施の形態では符号6、以下、同様に示す。)と、この主継鉄部(6)の外周部から軸方向一方に向けて突出した円筒状の外側継鉄部(7)と、前記主継鉄部(6)の外周部から軸方向他方に向けて突出した円筒状の支持部(8)と、前記主継鉄部(6)側から軸方向一方に向かって段階的に拡径しており、円筒状のコイル収容壁(7a)と円筒状の支持壁(7b)及び円筒状の外側磁極面(7c)が形成された前記外側継鉄部(7)の内周面と、前記主継鉄部(6)の内周部から軸方向一方に向けて突出しているとともに、外周面を前記外側継鉄部(7)のコイル収容壁(7a)より突出量が小さいコイル収容壁(9a)とし内周面を内側磁極面(9b)とした円筒状の内側継鉄部(9)と、前記外側継鉄部(7)と前記内側継鉄部(9)のコイル収容壁(7a,9a)により画定されたコイル収容溝(5)と、このコイル収容溝(5)に収容された電磁コイル(10)とが設けられ、固定部材に支持されるフィールドコア(1)と、このフィールドコア(1)の前記外側継鉄部(7)の支持壁(7b)に嵌合され固定されているとともに、前記外側継鉄部(7)の外側磁極面(7c)の内側に突出した円筒部(11a)と、前記電磁コイル(10)の軸方向一方側の面と対向する円板部(11b)とが形成された非磁性材製の支持部材(11)と、この支持部材(11)の前記円筒部(11a)の外周面と前記外側継鉄部(7)の外側磁極面(7c)とにより画定された環状溝(12)と、前記フィールドコア(1)の内側継鉄部(9)の内側に挿入された円筒状のボス部(13)と、このボス部(13)の軸方向他方側の端部に設けられ、前記主継鉄部(6)の軸方向他方側の面と対向したフランジ部(13a)と、前記ボス部(13)の軸方向一方側の端部に設けられ、前記環状溝(12)に遊嵌された外側円筒部(14a)と、前記ボス部(13)の軸方向一方側の端部に固定された内側円筒部(14b)と、この内側円筒部(14b)の軸方向一方側の端部と前記外側円筒部(14a)の軸方向一方側の端部とを接続するとともに、円周方向に形成された断磁部(14d)と軸方向一方側の面に形成された摩擦面(14e)とを有する円板部(14c)とからなる環状なディスク部(14)とが設けられたロータ(2)と、このロータ(2)のフランジ部(13a)と前記フィールドコア(1)の支持部(8)との間に嵌合された第1の軸受(15)と、前記ロータ(2)の内側円筒部(14b)と前記支持部材(11)との間に嵌合された第2の軸受(16)と、前記ロータ(2)の摩擦面(14e)と軸方向で対向する摩擦面(3a)が形成されたアーマチュア(3)と、このアーマチュア(3)を弾性部材(17)を介して支持したアーマチュアハブ(4)とを設けたことを特徴とする。
【0008】
また、請求項2に記載された電磁連結装置は、請求項1に記載された電磁連結装置において、前記アーマチュア(3)には、外周部から軸方向一方に向けて突出した円筒部(3b)が形成され、この円筒部(3b)の内周面に形成されたスプライン溝(3c)が前記アーマチュアハブ(4)の外周面に形成されたスプライン溝(4a)に嵌合されているとともに、前記アーマチュア(3)の円筒部(3b)の軸方向一方側の面(3e)は、制動用の摩擦面(3e)として設けられていることを特徴とする。
【0009】
また、請求項3に記載された電磁連結装置は、請求項1と請求項2に記載された電磁連結装置において、前記ロータ(2)のボス部(13)は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって磁路断面積が小さくなっていることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1と図2に図示された電磁連結装置は、電磁クラッチまたは1コイル形電磁クラッチ・ブレーキとして使用される装置であり、図1は断面図、図2は図1の上部断面の拡大図である。以下、これら図面に基づき実施の形態を説明する。なお、図1における右方向を軸方向一方とし、左方向を軸方向他方として説明する。
【0011】
図面の電磁連結装置は、一般産業用機械の固定ハウジングに装着されるフィールドコア1と、このフィールドコア1の内周面側に設けられたロータ2と、これらフィールドコア1やロータ2と同軸上に配置されたアーマチュア3と、このアーマチュア3を軸線方向にのみ移動自在に支持したアーマチュアハブ4等を主な構成部材とし、ロータ3が図示せぬ入力側回転部材に連結され、アーマチュアハブ4が図示せぬ出力側回転部材に連結される構造である。
【0012】
フィールドコア1は、コイル収容溝5が形成された円筒状の部材であり、コイル収容溝5の底部となる環状な主継鉄部6と、この主継鉄部6の外周部から軸方向一方に向かって突出した円筒状の外側継鉄部7と、主継鉄部6の外周部から軸方向他方に向かって突出した円筒状の支持部8と、主継鉄部6の内周部から軸方向一方に向かって突出した円筒状の内側継鉄部9が設けられている。
【0013】
また、外側継鉄部7の内周面は、主継鉄部6側から軸方向一方に向かって段階的に拡径した形状に形成され、コイル収容溝5の外側の壁面である円筒状のコイル収容壁7aと、これより大径に形成された円筒状の支持壁7bと、これより大径に形成された円筒状の外側磁極面7cとが設けられている。また更に、内側継鉄部9は、外側継鉄部7のコイル収容壁7a部分より小さく突出しており、その外周面は、コイル収容溝5の内側の壁面である円筒状のコイル収容壁9aとして設けられ、内周面は、円筒状の内側磁極面9bとして設けられている。また、コイル収容溝5には、円筒状に巻線された電磁コイル10が収容されている。
【0014】
このような構造からなるフィールドコア1の支持壁7bには、非磁性材料で形成された環状な支持部材11が圧入嵌合により固定されている。この支持部材11は、フィールドコア1の外側磁極面7cの内側に突出した円筒部11aと、電磁コイル10の軸方向一方側の面と対向した円板部11bが形成されている。そして、この支持部材11の円筒部11aと外側継鉄部7の外側磁極面7cとにより、フィールドコア1には、環状溝12が設けられている。
【0015】
また、ロータ2は、フィールドコア1の内側継鉄部9の内側に挿入された円筒状のボス部13と、このボス部13の軸方向他方側の端部から半径方向外側に延設され、主継鉄部の軸方向他方側の面と対向した環状なフランジ部13aと、ボス部13の軸方向一方の端部にねじ止めされた環状なディスク部14が設けられている。ディスク部14は、環状溝12に遊嵌された外側円筒部14aと、ボス部13の端部に嵌合された内側円筒部14bと、これら円筒部14a,14bの軸方向一方側の端部を接続した円板部14cとを有する形状である。
【0016】
また、このディスク部14の円板部14cには、円周方向に断続的に形成された断磁部としての円弧状のスリット14dと、フィールドコア1の外側継鉄部7の端面より軸方向一方に僅かに突出している摩擦面14eが形成されている。また更に、この実施の形態では、ボス部13の内周面のうち、フィールドコア1の内側継鉄部9の先端近傍の部位(軸方向一方側)からフランジ部13a側(軸方向他方側)に進むに従って大径となる、円錐形状のテーパ面13bが形成されている。
【0017】
このような形状、構造としたロータ2は、フィールドコア1の中心穴の主継鉄部6側からボス部13が挿入される。また、フランジ部13aの外周面とフィールドコア1の支持部8の内周面との間に、第1の軸受15が介在される。一方、外側円筒部14aを環状溝12に遊嵌した状態で、ディスク部14がボス部13の軸方向一方側の端部にねじ止めされる。また、内側円筒部14bの外周面と支持部材11の円筒部11aとの間に、第2の軸受16が介在される。そして、フィールドコア1の外側磁極面7cとディスク部14の外側円筒部14aとの間、フィールドコア1の内側磁極面9bとボス部13との間には、電磁コイル10の磁束が流れるエアギャップが形成されている。
【0018】
次に、アーマチュア3とアーマチュアハブ4について説明する。アーマチュア3は、略L字状の断面を呈する環状な部材であり、ロータ2のディスク部14に設けられた摩擦面14eと所定のエアギャップをおいて軸方向で対向する駆動用の摩擦面3aと、外周部から軸方向一方に向けて突出し、摩擦面3aから離間する方向に延設された円筒部3bと、この円筒部3bの先端の内周面に形成されたスプライン溝3cと、円周方向を等分割する位置に形成された複数の段付き穴3dが設けられている。
【0019】
また、アーマチュアハブ4は、アーマチュア3のスプライン溝3cが嵌合するスプライン溝4aが外周面に形成されているとともに、円周方向を等分割する位置に、複数の段付き穴4bが形成されている。各段付き穴4bには、弾性部材としての圧縮コイルばね17と、この圧縮コイルばね17の中心穴内に挿入され、先端がアーマチュア3の段付き穴3d内に挿入され抜け止めされたトルク伝達ピン18が設けられている。
【0020】
そして、このように組み立てられたアーマチュア3とアーマチュアハブ4は、圧縮コイルばね17のばね力により、アーマチュア3の摩擦面3aがロータ2の摩擦面14eから離間している。また、この実施の形態は、アーマチュア3の円筒部3bの軸方向一方側の面を制動用の摩擦面3eとし、その摩擦面3eをアーマチュアハブ4の軸方向一方側の面より突出した構造になっており、圧縮コイルばね17のばね力でアーマチュア3の摩擦面3eが図示されていない固定ハウジングに摩擦係合する。即ち、圧縮コイルばね17のばね力により制動用の摩擦面3eが固定ハウジングに当接することにより、アーマチュア3の駆動用の摩擦面3aとロータ2の摩擦面14eとの間に、所定寸法のエアギャップが形成される構造である。
【0021】
以上のような構造からなる電磁連結装置は、一般産業用機械の固定ハウジングにフィールドコア1が固定され、同機械の電動機側とロータ2のフランジ部13aが連結される。また、アーマチュアハブ4が出力側の回転部材と連結され、アーマチュア3の制動用の摩擦面3eが同機械の固定ハウジングに当接される。そして、電磁コイル10に通電すると、圧縮コイルばね17のばね力に抗してアーマチュア3の駆動用の摩擦面3aが、回転しているロータ2の摩擦面14eと摩擦係合する。
【0022】
また、電磁コイル10への通電を断つと、圧縮コイルばね17のばね力によりアーマチュア14はロータ2から離間されるとともに、アーマチュア3の制動用の摩擦面3eが固定ハウジングと摩擦係合する。従って、電磁コイル10への通電を断つことにより、出力側の回転部材への動力伝達が遮断され、かつ、慣性回転する出力側の回転部材を制動するとともに、出力側の回転部材を静止した状態に保持する。
【0023】
なお、この発明の実施の形態として、アーマチュア3に制動用の摩擦面3eが設けられた1コイル形電磁クラッチ・ブレーキを説明したが、この発明の電磁連結装置は、アーマチュア3の制動用の摩擦面3eが設けられていない電磁クラッチにも適用することができる。
【0024】
【発明の効果】
この発明の電磁連結装置のうち、請求項1に記載された電磁連結装置は、フィールドコアを介して一般産業用機械等の固定ハウジングにロータを支持するために、フィールドコアの支持部に嵌合された第1の軸受と、フィールドコアの支持壁に固定された非磁性材製の支持部材に嵌合された第2の軸受とを介して、フィールドコアの内周面側にロータを回転自在に支持したので、電磁コイルの磁束がフィールドコアの外側継鉄部から第2の軸受を通りロータのボス部に流れることがなく、動力伝達力の低下を防止できる。
【0025】
また、請求項2に記載された電磁連結装置は、請求項1に記載された電磁連結装置において、アーマチュアの円筒部の軸方向一方側の面を制動用の摩擦面としたので、1コイル形電磁クラッチ・ブレーキとして使用することができる。
【0026】
また、請求項3に記載された電磁連結装置は、請求項1または請求項2に記載された電磁連結装置において、ロータのボス部は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって磁路断面積が小さくなっているので、ロータのフランジ部から第1の軸受を通りフィールドコアの支持部に流れる漏洩磁束を減少することができる。従って、ロータのボス部からフィールドコアの内側継鉄部への磁束の流れがよく、電磁コイルの磁束を有効に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態であり、電磁連結装置の断面図である。
【図2】 図1の上部断面の拡大図である。
【符号の説明】
1 …フィールドコア
2 …ロータ
3 …アーマチュア
4 …アーマチュアハブ
6 …主継鉄部
7 …外側継鉄部
8 …支持部
9 …内側継鉄部
10 …電磁コイル
11 …支持部材
13 …ボス部
14 …ディスク部
15 …第1の軸受
16 …第2の軸受
17 …弾性部材(圧縮コイルばね)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic coupling device such as an electromagnetic clutch or an electromagnetic brake, and more particularly to a structure for rotatably supporting a rotor on a field core.
[0002]
[Prior art]
Among the electromagnetic coupling devices, the electromagnetic clutch houses a rotor mounted on one of the input rotating member and the output rotating member, an armature mounted on the other rotating member, and an electromagnetic coil. The apparatus includes a field core supported by a fixed member, and connects the input rotating member and the output rotating member by magnetically attracting the armature to the rotor with magnetic flux generated by energizing the electromagnetic coil. The electromagnetic clutch having such a structure is a one-coil type by adopting a structure in which the armature is frictionally engaged with the fixed member by the spring force of the elastic member after the magnetic flux disappears by turning off the energization to the electromagnetic coil. Electromagnetic clutches and brakes can be used.
[0003]
A typical example of such a one-coil electromagnetic clutch and brake is described in Japanese Utility Model Publication No. 1-222989. The one-coil electromagnetic clutch / brake of this publication is a device that connects an input-side rotary shaft and an output-side rotary shaft that are abutted on the same axis, and is mounted on the input-side rotary shaft so as to be capable of integral rotation. A rotor, a field core fixed to the fixing member and supported by a boss portion of the rotor via a bearing, and a friction surface for driving facing the friction surface of the rotor with a predetermined air gap are formed. And an armature hub that is spline-fitted into the center hole of the armature and is mounted on the output side rotation shaft so as to be capable of integral rotation.
[0004]
Further, a spring receiving plate is screwed to a side surface of the armature hub on the rotor side, and the friction surface of the armature is placed between the spring receiving plate and a spring accommodating hole formed on the side surface of the armature. A compression coil spring is disposed to be spaced apart from the coil. Furthermore, on the side of the armature opposite to the rotor, a braking friction surface that is pressed against a brake disk fixed to the fixing member is formed by the spring force of the compression coil spring.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional electromagnetic coupling devices such as one-coil electromagnetic clutches and brakes have a structure in which a rotor is mounted on a rotating shaft of a general industrial machine or a rotating shaft supported by a housing provided for unitization. . However, due to the structure of a general industrial machine, the rotation shaft may not be configured in the center hole of the rotor. In such a case, the design must be changed from a structure in which the rotor is supported on a fixed housing of a general industrial machine via a rotating shaft to a structure in which the rotor is supported on the fixed housing via a field core.
[0006]
The present invention has been made in response to such a design requirement, and an object thereof is to provide an electromagnetic coupling device having a structure in which a rotor is supported on the inner peripheral surface side of a field core.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, an electromagnetic coupling device according to claim 1 includes an annular main yoke portion (
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the electromagnetic coupling device according to the first aspect, wherein the armature (3) includes a cylindrical portion (3b) projecting from an outer peripheral portion toward one axial direction. The spline groove (3c) formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion (3b) is fitted to the spline groove (4a) formed on the outer peripheral surface of the armature hub (4), and A surface (3e) on one axial side of the cylindrical portion (3b) of the armature (3) is provided as a friction surface (3e) for braking.
[0009]
The electromagnetic coupling device according to
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 is an apparatus used as an electromagnetic clutch or a one-coil electromagnetic clutch / brake. FIG. 1 is a sectional view, and FIG. 2 is an enlarged view of an upper section of FIG. is there. Hereinafter, embodiments will be described with reference to these drawings. In addition, the right direction in FIG. 1 is described as one axial direction, and the left direction is described as the other axial direction.
[0011]
The electromagnetic coupling device in the drawing includes a field core 1 mounted on a fixed housing of a general industrial machine, a
[0012]
The field core 1 is a cylindrical member in which a
[0013]
Further, the inner peripheral surface of the
[0014]
An
[0015]
The
[0016]
Further, the
[0017]
In the
[0018]
Next, the
[0019]
In addition, the
[0020]
In the
[0021]
In the electromagnetic coupling device having the above structure, the field core 1 is fixed to a fixed housing of a general industrial machine, and the motor side of the machine and the
[0022]
When the
[0023]
As an embodiment of the present invention, the one-coil electromagnetic clutch / brake in which the
[0024]
【The invention's effect】
Among the electromagnetic coupling devices according to the present invention, the electromagnetic coupling device according to claim 1 is fitted to the support portion of the field core in order to support the rotor to a fixed housing of a general industrial machine or the like via the field core. The rotor can freely rotate on the inner peripheral surface side of the field core through the first bearing and the second bearing fitted in the nonmagnetic support member fixed to the support wall of the field core. Therefore, the magnetic flux of the electromagnetic coil does not flow from the outer yoke portion of the field core through the second bearing to the boss portion of the rotor, and a reduction in power transmission force can be prevented.
[0025]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the electromagnetic coupling device according to the first aspect , wherein the surface on one side in the axial direction of the cylindrical portion of the armature is a friction surface for braking. It can be used as an electromagnetic clutch / brake.
[0026]
The electromagnetic coupling device according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electromagnetic coupling device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of an upper cross section of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
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