JP4525046B2 - Electromagnetic ball clutch - Google Patents

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JP4525046B2 JP2003355053A JP2003355053A JP4525046B2 JP 4525046 B2 JP4525046 B2 JP 4525046B2 JP 2003355053 A JP2003355053 A JP 2003355053A JP 2003355053 A JP2003355053 A JP 2003355053A JP 4525046 B2 JP4525046 B2 JP 4525046B2
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Description

本発明は、電磁作動により同心軸上にある一次側のホイールと二次側のロータとの間で
回転トルクを伝達、遮断する電磁クラッチに関し、特に、トルクの伝達にボールを用いた
電磁ボールクラッチの改良に関する。
The present invention relates to an electromagnetic clutch that transmits and cuts off rotational torque between a primary wheel and a secondary rotor on a concentric shaft by electromagnetic operation, and more particularly, an electromagnetic ball clutch using a ball for torque transmission. Regarding improvements.

電磁クラッチとしては、従来から、入力側であるロータと出力側となるアーマチュアと
の間の摩擦力を利用してトルクを伝達する電磁乾式単板クラッチや、入力側であるロータ
と出力側となるアーマチュアとにそれぞれ設けられた歯(ツース)をかみ合わせることに
よりトルクを伝達する電磁ツースクラッチ等が知られている。
これらの電磁クラッチでは、励磁コイルに通電させることにより発生させた電磁力によ
りアーマチュアをロータ側に吸引してロータとアーマチュア間でトルクを伝達させ、通電
を切ることにより、アーマチュアをロータから離反させてトルクの伝達を切断するように
している。
Conventionally, as an electromagnetic clutch, an electromagnetic dry type single-plate clutch that transmits torque using a frictional force between a rotor on the input side and an armature on the output side, or a rotor on the input side and the output side is used. 2. Description of the Related Art There are known electromagnetic tooth clutches and the like that transmit torque by engaging teeth (toothes) respectively provided on an armature.
In these electromagnetic clutches, the armature is attracted to the rotor side by the electromagnetic force generated by energizing the exciting coil to transmit torque between the rotor and the armature, and the armature is separated from the rotor by turning off the energization. The transmission of torque is cut off.

ところで、従来の電磁乾式単板クラッチは、伝達トルクを大きくするためにはロータお
よびアーマチュアの径を大きくする必要があり、質量、サイズとも大きくなり、コストア
ップを招くという問題があった。
一方、電磁ツースクラッチは、完全な噛み合い式であるため、トルクリミッターとして
の機能を持たせることが難しく、過負荷がかかった場合にスリップ制御をすることができ
ないという問題があった。
By the way, the conventional electromagnetic dry single-plate clutch needs to increase the diameters of the rotor and the armature in order to increase the transmission torque, and there is a problem that both the mass and the size increase, resulting in an increase in cost.
On the other hand, since the electromagnetic tooth clutch is a complete meshing type, it is difficult to provide a function as a torque limiter, and slip control cannot be performed when an overload is applied.

なお、特許文献1には、複数のボールを利用して第1の回転部材と、その周囲に配置さ
れた第2の回転部材との間のトルクの伝達、切断を制御するようにしたボールクラッチが
開示されている。
特公平6−29619号公報 第4図
Patent Document 1 discloses a ball clutch that uses a plurality of balls to control transmission and disconnection of torque between a first rotating member and a second rotating member disposed around the first rotating member. Is disclosed.
Japanese Examined Patent Publication No. 6-29619 Fig. 4

しかしながら、特許文献1に記載されたボールクラッチは、クラッチ断接環の軸方向の
移動により、球をラジアル方向に変位させるため、クラッチ断接環を平行移動させると切
り替えに要する操作力が大きくなる。
特許文献1の発明は、シフトアームの作用点を偏心した位置に設定し、シフトアームの
操作によりクラッチ断接環の片側を傾け、スプライン状突起による球の外方への押圧力を
利用してクラッチ断接環の他方側を同様に傾けさせることにより、小さい操作力でクラッ
チ断接環を移動させているが、同様の構造を小型の電磁クラッチに組み込むことは困難で
ある。また、球のサイズが全体のサイズに対して比較的大きいため、球の移動ストローク
が大きく、装置が大型化するという問題もある。
However, since the ball clutch described in Patent Document 1 displaces the ball in the radial direction by moving the clutch connecting / disconnecting ring in the axial direction, operating force required for switching increases when the clutch connecting / disconnecting ring is translated. .
In the invention of Patent Document 1, the operating point of the shift arm is set at an eccentric position, one side of the clutch connecting / disconnecting ring is tilted by operating the shift arm, and the outward pressing force of the sphere by the spline-like protrusion is utilized. By similarly tilting the other side of the clutch connecting / disconnecting ring, the clutch connecting / disconnecting ring is moved with a small operating force, but it is difficult to incorporate the same structure into a small electromagnetic clutch. In addition, since the size of the sphere is relatively large with respect to the entire size, there is a problem that the movement stroke of the sphere is large and the apparatus is enlarged.

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、径方向のサイズを
大きくすることなく大トルクの伝達が可能であり、かつ、電磁力でトルクの伝達、切断を
切り替えるのに適した構成の電磁ボールクラッチを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and can transmit a large torque without increasing the size in the radial direction, and switches between torque transmission and cutting by electromagnetic force. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic ball clutch having a configuration suitable for the above.

本発明の請求項1にかかる電磁ボールクラッチは、電磁作動により同心軸上にある一次側のホイールと二次側のロータとの間でボールを用いて回転トルクを伝達、遮断する構成である。
ロータは、軸方向に対して垂直なディスク部と、ディスク部の周縁から軸方向に延びる大径円筒部とを有し、ロータを回転自在に支持する固定部には、通電、非通電の切り替えにより電磁力の作用、非作用を切り替える励磁コイルが固定されている。ロータを挟んで励磁コイルの反対側でロータの大径円筒部の内側に、ホイールと一体に回転し、かつ、軸方向に変位可能なアーマチュアが配置されている。
このアーマチュアは、付勢手段によりロータのディスク部から離れる方向に付勢され、励磁コイルへの通電・非通電の切り替えにより軸方向に変位する。
また、アーマチュアの外周面とロータの大径円筒部の内周面との間に複数のボールが配置され、外周面と内周面とのいずれか一方には、ボールが一部嵌合して保持される凹部が形成され、他方には、励磁コイルへの通電によりアーマチュアがディスク部側に吸着された際、あるいは、励磁コイルへの非通電時でアーマチュアがホイール側に吸着された際のいずれか一方の際にのみ、ボールに係合してロータとホイールとの間で回転トルクを伝達する軸方向の条が形成されている。
The electromagnetic ball clutch according to claim 1 of the present invention is configured to transmit and block rotational torque using a ball between a primary wheel and a secondary rotor on a concentric shaft by electromagnetic operation.
The rotor has a disk part perpendicular to the axial direction and a large-diameter cylindrical part extending in the axial direction from the periphery of the disk part, and a fixed part that rotatably supports the rotor is switched between energized and de-energized. Thus, the exciting coil for switching between the action and non-action of the electromagnetic force is fixed. An armature that rotates integrally with the wheel and that can be displaced in the axial direction is disposed inside the large-diameter cylindrical portion of the rotor on the opposite side of the excitation coil across the rotor.
This armature is urged in a direction away from the disk portion of the rotor by the urging means, and is displaced in the axial direction by switching between energization and de-energization of the excitation coil.
In addition, a plurality of balls are arranged between the outer peripheral surface of the armature and the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion of the rotor, and a part of the balls is fitted to either the outer peripheral surface or the inner peripheral surface. A concave portion to be held is formed. On the other hand, either when the armature is attracted to the disk side by energizing the excitation coil, or when the armature is attracted to the wheel side when the excitation coil is not energized or only during one axial collision conditions for transmitting rotational torque between the engaging rotor and the wheel to the ball is formed.

また、アーマチュアの外周面に凹部を等角度間隔で複数形成し、ロータの大径円筒部の内周面に突条を等角度間隔で全周にわたって形成している。 Further, a plurality formed at equal angular intervals a recess on the outer circumferential surface of the A Machua, are formed over the entire periphery of the protrusion at equal angular intervals on the inner peripheral surface of the large diameter cylindrical portion of the rotor.

さらに、アーマチュアに形成された凹部の底面を、ロータ側に向けて内向きに傾斜させ、ボールに作用する回転方向のトルクの一部がアーマチュアをロータから引き離す方向に作用するようにしたことを特徴とする。 Further, the bottom surface of the recess formed in A Machua, is inclined inwardly toward the rotor side, that part of the rotational direction of the torque acting on the ball so as to act in a direction to separate the armature from the rotor Features.

請求項にかかる電磁ボールクラッチは、上記請求項1を前提として、ボールの直径を、ロータの直径の1/50から1/30の範囲に設定したことを特徴とする。 The electromagnetic ball clutch according to a second aspect is characterized in that, on the premise of the first aspect, the diameter of the ball is set in a range of 1/50 to 1/30 of the diameter of the rotor.

請求項1の構成によれば、ボールと突条との係合により、径方向のサイズを大きくすることなく大トルクの伝達が可能であり、かつ、ボールと突条とを相対的に軸方向に変位させることにより、電磁力によるトルクの伝達、切断を切り替えに適した構成を得ることができる。 According to the configuration of claim 1, the engagement between the ball and the ridge enables transmission of a large torque without increasing the size in the radial direction, and the ball and the ridge are relatively axially disposed. By displacing them, it is possible to obtain a configuration suitable for switching between transmission and cutting of torque by electromagnetic force.

また、凹部の底面を傾斜させることにより、回転によりアーマチュアをロータから引き離す方向のトルクが生じるため、クラッチにトルクリミッターとしての機能を持たせることができ、過負荷がかかった場合のスリップ制御が可能となる。 Further, by inclining the bottom surface of the recess, the torque of the direction of separating the armature from the rotor by the rotation occurs, it is possible to have a function as a torque limiter in clutch slip control when overloaded It becomes possible.

請求項に示すようにボールの直径を設定すると、ボールと突条との係合、離脱を切り替えるためのアーマチュアのストロークを短くすることができ、クラッチの軸方向のサイズを小さくすると共に、付勢手段にかかる応力を小さくすることができ、励磁コイルの磁気吸引力を小さく設定することができる。すなわち、励磁コイルの小型化、省電力化が可能である。 If the diameter of the ball is set as shown in claim 2 , the armature stroke for switching between engagement and disengagement of the ball and the protrusion can be shortened, the size of the clutch in the axial direction can be reduced, and The stress applied to the biasing means can be reduced, and the magnetic attractive force of the exciting coil can be set small. That is, it is possible to reduce the size and power consumption of the exciting coil.

以下、本発明にかかる電磁ボールクラッチの実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる電磁ボールクラッチを示す一部縦断側面図
、図2は、図1に示す電磁ボールクラッチのロータの縦断側面図、図3は、図2のロータ
を示す正面図、そして、図4は、図1に示す電磁ボールクラッチのアーマチュアを示す正
面図である。
Embodiments of an electromagnetic ball clutch according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a partially longitudinal side view showing an electromagnetic ball clutch according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal side view of a rotor of the electromagnetic ball clutch shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a front view showing the armature of the electromagnetic ball clutch shown in FIG. 1.

第1の実施の形態:
第1の実施の形態にかかる電磁ボールクラッチ1は、図1に示すように、外部から伝達
される回転トルクにより回転する一次側のホイール10と、このホイール10と同心軸上
に配置された二次側のロータ20とを備え、電磁作動によりホイール10の回転トルクを
ロータ20に対して伝達、切断する構成である。
First embodiment:
As shown in FIG. 1, the electromagnetic ball clutch 1 according to the first embodiment includes a primary wheel 10 that is rotated by a rotational torque transmitted from the outside, and a wheel 10 that is disposed concentrically with the wheel 10. And a rotor 20 on the secondary side, and the rotational torque of the wheel 10 is transmitted to and cut off from the rotor 20 by electromagnetic operation.

ホイール10は、出力軸30に対して回転可能に取り付けられ、止め輪11により軸方
向へはスライドしないよう位置決めされている。
The wheel 10 is rotatably attached to the output shaft 30 and is positioned by the retaining ring 11 so as not to slide in the axial direction.

一方、ロータ20は、出力軸30と一体に回転するよう回転不能に、かつ、軸方向にも
スライドしないよう固定されている。
ロータ20は、図2にも示すように、出力軸30の外周を囲む小径円筒部21と、この
小径円筒部21のホイール10側の端部から軸方向に対して垂直に立ち上がるディスク部
22と、ディスク部22の周縁から軸方向に延びる大径円筒部23とを有する。
このロータ20は、固定部40により図示せぬシートベアリングを介して回転可能に支
持されている。
On the other hand, the rotor 20 is fixed so as not to rotate so as to rotate integrally with the output shaft 30 and not to slide in the axial direction.
As shown in FIG. 2, the rotor 20 includes a small-diameter cylindrical portion 21 that surrounds the outer periphery of the output shaft 30, and a disk portion 22 that rises perpendicularly to the axial direction from the end of the small-diameter cylindrical portion 21 on the wheel 10 side. And a large-diameter cylindrical portion 23 extending in the axial direction from the periphery of the disk portion 22.
The rotor 20 is rotatably supported by a fixed portion 40 via a seat bearing (not shown).

また、ロータ20の大径円筒部23の内周面には、図2、図3にも示すように、出力軸
30側に突出する突条24が12°の等角度間隔で全周にわたり30箇所に形成されてい
る。各突条24は、回転方向においては、両側になだらか斜面を有し、中央部分は部分的
な円筒面を形成しており、隣り合う一対の突条24の間に、軸方向に延びる溝が形成され
ている。
突条24の軸方向の長さは、大径円筒部23の内周面の幅の約半分程度に設定されてい
る。すなわち、大径円筒部23の内周面は、ホイール10側の半分は凹凸のない円筒面で
あるが、固定部40側の半分は凹凸のある円筒面である。
Further, on the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 23 of the rotor 20, as shown in FIGS. 2 and 3, the ridges 24 projecting toward the output shaft 30 are 30 over the entire circumference at equal angular intervals of 12 °. It is formed in the place. Each ridge 24 has gentle slopes on both sides in the rotational direction, the central portion forms a partial cylindrical surface, and a groove extending in the axial direction is formed between a pair of adjacent ridges 24. Is formed.
The length of the protrusion 24 in the axial direction is set to about half of the width of the inner peripheral surface of the large diameter cylindrical portion 23. That is, the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 23 is a cylindrical surface with no unevenness on the wheel 10 side, but is a cylindrical surface with unevenness on the half on the fixed portion 40 side.

固定部40は、ボビン41に巻回された励磁コイル42を、ホイール10側に開放する
断面コ字状で全体としてリング状のヨーク43内に装着し、これらをフレーム44内に収
納して構成されている。励磁コイル42は、通電、非通電の切り替えにより電磁力の作用
、非作用を切り替える。
The fixed portion 40 is configured by mounting an excitation coil 42 wound around a bobbin 41 in a ring-shaped yoke 43 as a whole with a U-shaped cross section that opens to the wheel 10 side, and housing these in a frame 44. Has been. The exciting coil 42 switches between the action and non-action of electromagnetic force by switching between energization and non-energization.

ロータ20を挟んで励磁コイル42の反対側には、ホイール10と一体に回転し、かつ
、ホイール10に対して軸方向に変位可能なアーマチュア50が取り付けられている。
アーマチュア50は、図1に示すように、ロータ20の大径円筒部23の内側の空間内
に配置されている。
また、アーマチュア50は、付勢手段であるレリーズばね60によりロータ20のディ
スク部22から離れる方向に付勢され、励磁コイル42への通電時には励磁コイル42に
発生した電磁力により、ロータ20のディスク部22側に吸着され、非通電時には、レリ
ーズばね60の付勢力により、ホイール10側に吸着される。
An armature 50 that rotates integrally with the wheel 10 and that can be displaced in the axial direction with respect to the wheel 10 is attached to the opposite side of the exciting coil 42 across the rotor 20.
As shown in FIG. 1, the armature 50 is disposed in a space inside the large-diameter cylindrical portion 23 of the rotor 20.
The armature 50 is urged in a direction away from the disk portion 22 of the rotor 20 by a release spring 60 that is an urging means. When the excitation coil 42 is energized, the electromagnetic force generated in the excitation coil 42 causes the disk of the rotor 20 to be energized. When it is not energized, it is attracted to the wheel 22 side by the urging force of the release spring 60.

アーマチュア50の外周面とロータ20の大径円筒部23の内周面との間には、複数の
ボール70が配置されている。アーマチュア50の外周面には、図4にも点線で示すよう
に、120°間隔で3箇所にボール70が一部嵌合して保持される凹部51が形成されて
いる。凹部51により保持されたボール70は、アーマチュア50の軸方向の変位に伴っ
て変位し、励磁コイル42への通電によりアーマチュア50がディスク部22側に吸着さ
れた際に、突条24の間に形成された溝に入り込み、ホイール10の回転トルクをロータ
20に伝達する。
A plurality of balls 70 are arranged between the outer peripheral surface of the armature 50 and the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 23 of the rotor 20. On the outer peripheral surface of the armature 50, as shown by dotted lines in FIG. 4, recesses 51 are formed in which the balls 70 are partially fitted and held at three positions at intervals of 120 °. The ball 70 held by the recess 51 is displaced along with the axial displacement of the armature 50, and when the armature 50 is attracted to the disk portion 22 side by energizing the exciting coil 42, It enters the formed groove and transmits the rotational torque of the wheel 10 to the rotor 20.

ボール70の直径は、この例では1mmであり、ロータ20の直径(この例では40m
m)の1/40に設定されている。なお、ボール70の直径は、突条24の高さ、各部品
の精度等に基づいて、突条との係合時に所定のトルクを伝達するのに必要十分なサイズに
設定される。
具体的には、ロータ20の直径の1/50から1/30の範囲に設定することが望まし
い。1/50より小さくなると、部品精度の許容範囲が狭くなり、1/30より大きいと
、クラッチ切り替えの際のアーマチュアのストロークが大きくなる。
The diameter of the ball 70 is 1 mm in this example, and the diameter of the rotor 20 (40 m in this example).
m) is set to 1/40. The diameter of the ball 70 is set to a size necessary and sufficient to transmit a predetermined torque when engaged with the ridge, based on the height of the ridge 24, the accuracy of each component, and the like.
Specifically, it is desirable to set in the range of 1/50 to 1/30 of the diameter of the rotor 20. If the ratio is less than 1/50, the allowable range of component accuracy is narrowed. If it is greater than 1/30, the armature stroke is increased when the clutch is switched.

次に、図5、図6、図7及び図8に基づいて、上記の第1の実施の形態にかかる電磁ボ
ールクラッチ1の作動について説明する。
図5、図6は、夫々電磁ボールクラッチ1のトルク切断時のロータとアーマチュアとの
関係を示す図、図7、図8は、夫々トルク伝達時のロータとアーマチュアとの関係を示す
図である。これらの各図において、図5及び図7は夫々縦断側面図、図6及び図8は夫々
図5及び図7の各B−B線に沿う断面図である。
Next, the operation of the electromagnetic ball clutch 1 according to the first embodiment will be described based on FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG.
5 and 6 are diagrams showing the relationship between the rotor and the armature when the torque of the electromagnetic ball clutch 1 is cut, respectively. FIGS. 7 and 8 are diagrams showing the relationship between the rotor and the armature when transmitting the torque, respectively. . In these figures, FIGS. 5 and 7 are longitudinal side views, respectively, and FIGS. 6 and 8 are cross-sectional views taken along lines BB in FIGS. 5 and 7, respectively.

励磁コイル42への通電がなく、電磁力が作用していないとき、図5に示すように、ア
ーマチュア50はレリーズばね60の付勢力により、ロータ20のディスク部22から離
れた位置に設定される。
このとき、図6に示すように、突条24とボール70とは係合せず、クラッチは切断状
態となり、ホイール10の回転トルクはロータ20には伝達されない。換言すれば、ホイ
ール10に制動がかかっていても、ロータ20はフリーで回転可能である。
When the exciting coil 42 is not energized and no electromagnetic force is applied, the armature 50 is set at a position away from the disk portion 22 of the rotor 20 by the biasing force of the release spring 60 as shown in FIG. .
At this time, as shown in FIG. 6, the protrusion 24 and the ball 70 are not engaged, the clutch is in a disconnected state, and the rotational torque of the wheel 10 is not transmitted to the rotor 20. In other words, even if the wheel 10 is braked, the rotor 20 can rotate freely.

一方、励磁コイル42へ通電され、電磁力が作用すると、図7に示すように、アーマチ
ュア50はレリーズばね60の付勢力に抗してロータ20のディスク部22側に吸着され
る。
これにより、ボール70は、隣り合う突条24の間の溝に入り込んで係合し、図8に示
すように、回転方向(図中矢印で示す)に対して後ろ側の突条24と凹部51の前側の側
面との間に挟まれ、ロータ20とアーマチュア50とを連結する。
これにより、クラッチは接続状態となり、ホイール10の回転トルクがロータ20に伝
達される。別言すれば、ホイール10に制動がかかっていれば、ロータ20にも制動がか
かる。
On the other hand, when the exciting coil 42 is energized and electromagnetic force is applied, the armature 50 is attracted to the disk portion 22 side of the rotor 20 against the urging force of the release spring 60 as shown in FIG.
As a result, the ball 70 enters and engages with the groove between the adjacent protrusions 24, and as shown in FIG. 8, the protrusions 24 and the recesses on the rear side with respect to the rotation direction (indicated by arrows in the figure). 51, the rotor 20 and the armature 50 are connected to each other.
As a result, the clutch is engaged and the rotational torque of the wheel 10 is transmitted to the rotor 20. In other words, if the wheel 10 is braked, the rotor 20 is also braked.

以上説明した第1の実施の形態によれば、ボール70と突条24との係合により、径方
向のサイズを大きくすることなく大トルクの伝達が可能であり、かつ、ボール70と突条
24とを相対的に軸方向に変位させることにより、電磁力でトルクの伝達、切断を切り替
えるのに適した構成を得ることができる。
According to the first embodiment described above, the engagement between the ball 70 and the ridge 24 enables transmission of a large torque without increasing the radial size, and the ball 70 and the ridge. Thus, a configuration suitable for switching between transmission and cutting of torque by electromagnetic force can be obtained.

また、ボール70の直径が小さいため、ボール70と突条24との係合、離脱を切り替
えるためのアーマチュア50のストロークを短くすることができ、クラッチの軸方向のサ
イズを小さくすると共に、レリーズばね60にかかる応力を小さくすることができ、励磁
コイル42の磁気吸引力を小さく設定することができる。
すなわち、励磁コイル42の小型化、省電力化が可能である。
Further, since the diameter of the ball 70 is small, the stroke of the armature 50 for switching the engagement and disengagement between the ball 70 and the protrusion 24 can be shortened, the size of the clutch in the axial direction can be reduced, and the release spring. The stress applied to 60 can be reduced, and the magnetic attractive force of the exciting coil 42 can be set small.
That is, the exciting coil 42 can be reduced in size and power consumption.

なお、第1の実施の形態とは逆に、凹部をロータ20の大径円筒部23の内周面に形成
し、アーマチュア50の外周面に突条を形成してもよい。
この場合、突条の軸方向の長さは、アーマチュア50の軸方向の厚さの半分程度とし、
通電オフでアーマチュア50がホイール10に吸着されている場合にはボール70と係合
せず、通電オンでアーマチュア50がロータ20のディスク部22側に吸着された際にボ
ール70に係合してトルクを伝達するように構成すればよい。
Contrary to the first embodiment, the concave portion may be formed on the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 23 of the rotor 20, and the protrusion may be formed on the outer peripheral surface of the armature 50.
In this case, the axial length of the ridge is about half the axial thickness of the armature 50,
When the armature 50 is attracted to the wheel 10 with the power off, it does not engage with the ball 70, and when the armature 50 is attracted to the disk portion 22 side of the rotor 20 with the power on, the arm 70 engages with the ball 70 and torque. May be configured to transmit.

また、上記の第1の実施の形態のように、励磁コイル42への通電によりアーマチュア
50がディスク部22側に吸着された際にのみトルクを伝達するのではなく、励磁コイル
42への非通電時でアーマチュア50がホイール10側に吸着された際にのみトルクを伝
達するように構成してもよい。
Further, as in the first embodiment, torque is not transmitted only when the armature 50 is attracted to the disk portion 22 side by energizing the exciting coil 42, but not energizing the exciting coil 42. In some cases, the torque may be transmitted only when the armature 50 is attracted to the wheel 10 side.

第2の実施の形態:
次に、第2の実施の形態にかかる電磁ボールクラッチを図9に基づいて説明する。
図9は、第2の実施の形態の要部を示す縦断側面図である。第1の実施の形態との相違
点は、アーマチュア80に形成された凹部81の構造のみであり、他の構成は第1の実施
の形態と同一である。そこで、相違点のみ説明する。
Second embodiment:
Next, an electromagnetic ball clutch according to a second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a longitudinal sectional side view showing a main part of the second embodiment. The difference from the first embodiment is only the structure of the recess 81 formed in the armature 80, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, only the differences will be described.

図9に示されるように、第2の実施の形態のアーマチュア80は、凹部81の底面がロ
ータ20側に向けて内向きに傾斜しており、ボール70に作用する回転方向のトルクの一
部がアーマチュア80をロータ20から引き離す方向に作用するように構成されている。
このように、凹部81の底面を傾斜させることにより、回転によりアーマチュア80を
ロータ20から引き離す方向のトルクが生じるため、クラッチにトルクリミッターとして
の機能を持たせることができ、過負荷がかかった場合のスリップ制御が可能となる。軸方
向を基準にした凹部81の底面の傾きをθとすると、θを適宜設定することにより、リミ
ットトルクを任意に設定することができる。
As shown in FIG. 9, in the armature 80 of the second embodiment, the bottom surface of the recess 81 is inclined inward toward the rotor 20, and a part of the torque in the rotational direction acting on the ball 70. Is configured to act in a direction in which the armature 80 is pulled away from the rotor 20.
In this way, by inclining the bottom surface of the recess 81, torque is generated in the direction in which the armature 80 is pulled away from the rotor 20 due to rotation, so that the clutch can have a function as a torque limiter and an overload is applied. Slip control becomes possible. Assuming that the inclination of the bottom surface of the recess 81 with respect to the axial direction is θ, the limit torque can be arbitrarily set by appropriately setting θ.

本発明の電磁ボールクラッチは、小型軽量、低コストでありながら、大トルクの伝達が
可能であるため、例えば、自動車用スライドドアのクラッチとして適用することができる
The electromagnetic ball clutch of the present invention can be applied as, for example, a clutch of a sliding door for automobiles because it can transmit a large torque while being small and light and low cost.

本発明の第1の実施の形態にかかる電磁ボールクラッチを示す一部縦断側面図である。1 is a partially longitudinal side view showing an electromagnetic ball clutch according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す電磁ボールクラッチのロータの縦断側面図である。It is a vertical side view of the rotor of the electromagnetic ball clutch shown in FIG. 図2のロータを示す正面図である。It is a front view which shows the rotor of FIG. 図1に示す電磁ボールクラッチのアーマチュアを示す正面図である。It is a front view which shows the armature of the electromagnetic ball clutch shown in FIG. 図1に示す電磁ボールクラッチのトルク切断時のロータとアーマチュアとの関係を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the relationship between the rotor and armature at the time of the torque cutting | disconnection of the electromagnetic ball clutch shown in FIG. 図5のB−B線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the BB line of FIG. 図1に示す電磁ボールクラッチのトルク伝達時のロータとアーマチュアとの関係を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the relationship between the rotor and armature at the time of torque transmission of the electromagnetic ball clutch shown in FIG. 図7のB−B線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the BB line of FIG. 本発明の第2の実施の形態にかかる電磁ボールクラッチの要部を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the principal part of the electromagnetic ball clutch concerning the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1: 電磁ボールクラッチ
10:ホイール
20:ロータ
21:小径円筒部
22:ディスク部
23:大径円筒部
24:突条
30:出力軸
40:固定部
41:ボビン
42:励磁コイル
43:ヨーク
44:フレーム
50、80:アーマチュア
51、81:凹部
60:レリーズばね
70:ボール
1: Electromagnetic ball clutch 10: Wheel 20: Rotor 21: Small diameter cylindrical part 22: Disk part 23: Large diameter cylindrical part 24: Projection 30: Output shaft 40: Fixed part 41: Bobbin 42: Excitation coil 43: Yoke 44: Frame 50, 80: Armature 51, 81: Recess 60: Release spring 70: Ball

Claims (2)

電磁作動により同心軸上にある一次側のホイールと二次側のロータとの間で回転トルクを伝達、遮断する電磁ボールクラッチにおいて、
前記ロータは、軸方向に対して垂直なディスク部と、前記ディスク部の周縁から軸方向に延びる大径円筒部とを有し、
前記ロータを回転自在に支持する固定部には、通電、非通電の切り替えにより電磁力の作用、非作用を切り替える励磁コイルが固定され、
前記ロータを挟んで前記励磁コイルの反対側で前記ロータの大径円筒部の内側に、前記ホイールと一体に回転し、かつ、軸方向に変位可能なアーマチュアが配置され、該アーマチュアは、付勢手段により前記ロータのディスク部から離れる方向に付勢され、前記励磁コイルへの通電・非通電の切り替えにより軸方向に変位し、
前記アーマチュアの外周面と前記ロータの大径円筒部の内周面との間に複数のボールが配置され、前記外周面と内周面とのいずれか一方には、前記ボールが一部嵌合して保持される凹部が形成され、他方には、前記励磁コイルへの通電により前記アーマチュアが前記ディスク部側に吸着された際、あるいは、前記励磁コイルへの非通電時で前記アーマチュアが前記ホイール側に吸着された際のいずれか一方の際にのみ、前記ボールに係合して前記ロータと前記ホイールとの間で回転トルクを伝達する軸方向の条が形成されており、
前記アーマチュアの外周面に、前記凹部が等角度間隔で複数形成され、前記ロータの大径円筒部の内周面に、前記突条が等角度間隔で全周にわたって形成され、
前記アーマチュアに形成された凹部の底面が、前記ロータ側に向けて内向きに傾斜しており、前記ボールに作用する回転方向のトルクの一部が前記アーマチュアを前記ロータから引き離す方向に作用することを特徴とする電磁ボールクラッチ。
In an electromagnetic ball clutch that transmits and shuts off rotational torque between the primary wheel and the secondary rotor on the concentric shaft by electromagnetic operation,
The rotor has a disk part perpendicular to the axial direction, and a large-diameter cylindrical part extending in the axial direction from the periphery of the disk part,
An excitation coil that switches between the action and non-action of electromagnetic force by switching between energization and de-energization is fixed to the fixed portion that rotatably supports the rotor,
An armature that rotates integrally with the wheel and that can be displaced in the axial direction is disposed inside the large-diameter cylindrical portion of the rotor on the opposite side of the excitation coil across the rotor, and the armature is biased Is biased in a direction away from the disk portion of the rotor by the means, and is displaced in the axial direction by switching between energization / non-energization of the excitation coil,
A plurality of balls are disposed between the outer peripheral surface of the armature and the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion of the rotor, and the balls are partially fitted to either the outer peripheral surface or the inner peripheral surface A recess is formed to be held, and on the other hand, when the armature is attracted to the disk portion side by energizing the exciting coil, or when the energizing coil is not energized, the armature moves to the wheel. only when one of when it is adsorbed to the side, and impact conditions of the axial direction is formed for transmitting rotational torque between the wheel and the rotor engaged with said ball,
A plurality of the recesses are formed at equiangular intervals on the outer peripheral surface of the armature, and the protrusions are formed over the entire circumference at equiangular intervals on the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion of the rotor,
The bottom surface of the recess formed in the armature is inclined inward toward the rotor side, and a part of the rotational torque acting on the ball acts in the direction of pulling the armature away from the rotor. An electromagnetic ball clutch.
前記ボールの直径は、前記ロータの直径の1/50から1/30の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の電磁ボールクラッチ。 The electromagnetic ball clutch according to claim 1 , wherein the diameter of the ball is in a range of 1/50 to 1/30 of the diameter of the rotor .
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