JPH04262126A - 電磁作動ばねクラッチ - Google Patents

電磁作動ばねクラッチ

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JPH04262126A
JPH04262126A JP3280890A JP28089091A JPH04262126A JP H04262126 A JPH04262126 A JP H04262126A JP 3280890 A JP3280890 A JP 3280890A JP 28089091 A JP28089091 A JP 28089091A JP H04262126 A JPH04262126 A JP H04262126A
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hub
flange
housing
control collar
spring
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John A Spechko
ジァン、エイ、スペッコ
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Dana Inc
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/10—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
    • F16D27/105—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with a helical band or equivalent member co-operating with a cylindrical coupling surface

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁作動ばねクラッチ
（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙａｃｔｕａ
ｔｅｄ　　ｓｐｒｉｎｇ　　ｃｌｕｔｃｈ）、ことにウ
オールステッド（Ｗａｈｌｓｔｅｄｔ）を発明者とする
米国特許第４，２６３，９９５号明細書に記載してある
と同じ形式のクラッチに関する。
【０００２】このようなクラッチでは、回転入力ハブに
支えたトルク伝達つる巻クラッチばねを、印加磁界によ
り軸線方向に隣接する出力ハブに押付ける。このような
クラッチは、事務用複写機の用紙送り機のような多くの
機械的装置の制御された間欠的操作に有用である。
【０００３】磁界は、励磁したときに磁束を生ずるコイ
ルを持つ電磁石により生じる。この磁束は、クラッチの
各部品を通り制御カラーを軸線方向に引付けて磁石の極
片に係合させるように作用する。このような係合により
制御カラーをクラッチの入力ハブに対してわずかに回動
させ、つる巻クラッチばねを出力ハブに係合させ２個の
ハブを一緒に回転するように結合する。
【０００４】
【発明の概要】本発明の目的は、クラッチを有効にかつ
障害のないように作動させ、長い使用寿命が得られるよ
うにする新規な径路に各クラッチ部品を経て磁束を指し
向ける前記したような新規な改良されたクラッチを提供
することにある。
【０００５】本発明のこれ等の又その他の目的及び利点
は以下に添付図面について詳細に説明する。
【０００６】
【実施例】図示のように本発明は、入力部材１１から出
力部材すなわち軸１２にトルクを伝達する電磁作動ばね
クラッチ１０にある。この場合出力部材すなわち軸１２
は、クラッチ１０の中心軸線に一致する軸線を持つ管状
軸に形成してある。入力部材１１は、周辺歯を持ち歯付
きベルト又は類似物（図示してない）により回転するよ
うにした環状フランジ１３に形成してある。
【０００７】フランジ１１は、軸１２に回転するように
支えた段付き直径を持つ入力ハブ１３の一部を形成する
。軸１２の一方の端部部分の止め輪１４′は入力ハブを
軸に沿い軸線方向に動かないように捕捉する。
【０００８】入力ハブ１３の内端部に対し端部と端部が
密接な間隔を置いて出力ハブ１４を配置してある。出力
ハブ１４は、軸１２にこれと一緒に回転するように固定
してある。つる巻ばね１５は、２個のハブを囲みこれ等
のハブ間の軸線方向すきまにまたがる。つる巻ばね１５
はその両端部分の一方を入力ハブ１３のまわりに緊密に
収縮させると共に他方の端部部分を通常自由にし出力ハ
ブ１４から半径方向に間隔を置くように寸法を定めてあ
る。このばねの短い端部舌状片（図示してない）は入力
ハブに普通の方法で固定してある。
【０００９】つる巻クラッチばね１５のまわりにスリー
ブ状の制御カラー１６が滑動可能にはめ込まれる。つる
巻ばね１５の半径方向に延びる端部舌状片１７は、カラ
ー１６の軸線方向に開く切欠き１８にはまり、このよう
にしてつる巻ばね１５はカラー１６を入力ハブ１３と一
緒に回転するように結合する。制御カラー１６を入力ハ
ブ１３に対してわずかに回すと、カラー１６は舌状片１
７を介して作用しつる巻ばね１５を出力ハブ１４に巻締
め、出力ハブ１４のまわりに緊密に収縮させる。つる巻
ばねがこのように収縮すると、つる巻ばねは出力ハブ及
び軸を入力ハブと一緒に回転するように結合する。
【００１０】入力ハブ１３に対する制御カラー１６の相
対回転は電磁石２０の付勢に応答して生ずる。この場合
電磁石２０は、制御カラー１６に対して半径方向に間隔
を隔てた同心の関係に配置した環状コイル２１を備えて
いる。コイル２１は、軸１２に固定したプラスチック製
軸受２３に支えた大体において杯状のハウジング部品２
２内に支えてある。このハウジングの一端部分には、軸
受の内面に沿って位置する半径方向内向きに延びるフラ
ンジ２４を形成してある。このフウジングの他端部分は
、コイル２１をハウジングに組付けた後圧力ばめにより
ハウジング内に挿入するワッシャ部品２５により部分的
に閉じてある。
【００１１】電磁作動ばねクラッチ１０は、軸１２と共
に回転するように固定され軸受２３に隣接して位置する
フランジ２６を設けてある。フランジ２６はハウジング
２２のフランジ２４から半径方向に間隔を置いている。 さらにスペーサ２７は、入力ハブ１３に制御カラー１６
の端部に隣接してプレスばめされ、ワッシャ２５内に回
転可能にかつ滑動可能にはまり入力ハブ１３及びハウジ
ング２２の間の軸受として作用するようにしてある。
【００１２】本発明によれば電磁作動ばねクラッチ１０
の種種の部品は、コイル２１により生ずる磁束を、ハウ
ジング２２のフランジ２４と軸１２のフランジ２６との
間を半径方向に通し、フランジ２６と制御カラー１６の
隣接端部との間を軸線方向に通し、制御カラー１６及び
入力ハブ１３の間をつる巻ばね１５を介し半径方向に通
し、入力ハブ１３及びそのフランジ１１の間を通し、フ
ランジ１１とハウジング２２のワッシャ２５との間を軸
線方向に通すようにする。以下に述べるようにこのよう
な径路に沿い磁束を通すと、軸受２３，２７に軸線方向
の力を加えないで制御カラー１６をフランジ２６に引付
ける。さらに軸受とハウジング２２のワッシャ２５との
間のすべりばめによって軸受２７に軸線方向の力が加わ
らないようにする。
【００１３】所望の磁束径路が得られるように、入力ハ
ブ１３、つる巻ばね１５、制御カラー１６及びハウジン
グ２２はすべて、磁束の通過に対し低い磁気抵抗を持つ
強磁性体から作る。さらに入力ハブ１３のフランジ１１
と軸のフランジ２６とハウジング２２のワシャ２５とも
又強磁性体で作る。これに反して軸１２、出力ハブ１４
、軸受２３及びスペーサすなわち軸受２７はすべて、高
い磁気抵抗を持つ非強磁性体で作る。
【００１４】前記の構造ではコイル２１により生ずる磁
束は、コイルを直流電圧により付勢しこの磁束を矢印の
方向に流すように極性を定めたときに図１の矢印により
定めた径路を通る。とくに磁束は、ハウジング２２のフ
ランジ２４からエアギャップ３０を横切り矢印３１によ
り示すように軸１２のフランジ２６に半径方向に進む。 非強磁性体の軸１２、出力ハブ１４及び軸受２３は磁束
障壁を生じて磁束をフランジ２６から制御カラー１６の
隣接端部にエアギャップ３２を横切り切断線２−２の上
部矢印の方向に軸線方向に移動させる。エアギャップ３
２を横切って進む磁束は、カラー１６を軸線方向に引付
けラランジ２６に摩擦を伴って係合させる。フランジ２
６は初めの係合時に回転しないで停止しているから、こ
のような係合により制御カラー１６の回転を遅らせカラ
ー１６を出力ハブ１４のまわりのつる巻ばね１５の収縮
を生ずるのに十分な距離だけ入力ハブ１３に対して回動
させる。従って入力ハブ１３、出力ハブ１４、軸１２、
フランジ２６、つる巻ばね１５及び制御カラー１６はす
べて一緒に回転する。
【００１５】制御カラー１６内の磁束は、矢印３５によ
り示すようにつる巻ばね１５により入力ハブ１３内に半
径方向に進む。制御カラーの右端部の非強磁性体軸受２
７により、制御カラー内の磁束はフランジ１１まで軸線
方向に進まないようにされ、従って磁束は、制御カラー
を左方に引付け軸１２のフランジ２６に係合させるよう
に作用する正味力を生ずる。
【００１６】入力ハブ１３に半径方向に進む磁束は、こ
のハブを通り次いで矢印３７により示すようにハブのフ
ランジ１１とハウジング２２のワッシャ２５との間のエ
アギャップ３６を横切り軸線方向に進み磁束径路を完成
する。軸受２７は非強磁性体で作ってあるから、磁束は
エアギャップ３６を横切り軸線方向に進ませられ、ハブ
１３から軸受２７に半径方向に通るのを妨げられる。
【００１７】前記した磁束径路により、又軸受２７がハ
ウジング２０のワッシャ２５内で滑動できるから、各軸
受け２３，２７に軸線方向荷重があまり加わらない。こ
のようにしてクラッチ１０を長期にわたって障害を伴わ
ないで作動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電磁作動ばねクラッチの軸断面図
である。
【図２】図１の２−２線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０　　　　ばねクラッチ １１　　　　第２のフランジ １２　　　　回転軸 １３　　　　第２のハブ １４　　　　第１のハブ １５　　　　クラッチばね １６　　　　制御カラー １７　　　　端部舌状片 ２０　　　　回転手段（電磁石） ２１　　　　コイル ２２　　　　ハウジング ２３　　　　軸受 ２４　　　　第１の端部部分 ２５　　　　第２の端部部分 ２６　　　　第１のフランジ ２７　　　　軸受

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　（イ）回転可能な軸と、（ロ）この軸
    と一緒に回転できる第１のハブと、（ハ）この第１ハブ
    に軸線方向に隣接し、前記軸に回転するように支えられ
    た第２のハブと、（ニ）前記両方のハブの一部分を囲み
    、通常は、前記第１のハブから自由であり、通常は、前
    記第２のハブのまわりに収縮し、この第２のハブと一緒
    に回転可能なつる巻クラッチばねと、（ホ）このつる巻
    クラッチばねのまわりに滑動可能にはめ込まれ、前記第
    １及び第２のハブにそれぞれ隣接する第１及び第２の互
    いに対向する端部部分を持ち、又前記つる巻クラッチば
    ねの端部舌状片を、前記第１の端部部分に固定して前記
    つる巻クラッチばね及び第２のハブと一緒に回転するよ
    うにした制御カラーと、（ヘ）この制御カラーを、前記
    第２のハブに対して回転し、前記つる巻クラッチばねを
    前記第１のハブのまわりに収縮させるようにする回転手
    段とを備え、この回転手段を、（ｉ）前記制御カラーを
    囲み、励磁時に磁速を生ずるように動作可能なコイルと
    、（ｉｉ）このコイルを囲み、第１及び第２の端部部分
    を持つ回転可能な固定のハウジングと、（ｉｉｉ）前記
    軸に固定され、この軸と一緒に回転可能であり、前記ハ
    ウジングの前記第１の端部部分に対して半径方向に間隔
    を置た関係に配置した第１の部分と、前記制御カラーの
    前記第１の端部部分に対し軸線方向に間隔を置いた関係
    に配置した第２の部分とを持つ、第１のフランジと、（
    ｉｖ）前記第２のハブと一緒に回転可能であり、前記ハ
    ウジングの前記第２の端部部分に対し軸線方向に間隔を
    置いた関係に配置した第２のフランジと、により構成し
    、前記軸と前記第１のハブとを、非強磁性材料で作り、
    前記第２のハブと、前記つる巻クラッチばねと、前記制
    御カラーと、前記ハウジングと前記各フランジとを強磁
    性材料で作ることにより、前記コイルにより生ずる磁束
    が、前記ハウジングの前記第１の端部部分と前記第１の
    フランジとの間を半径方向に通り、前記第１のフランジ
    と前記制御カラーとの間を軸線方向に通り、前記制御カ
    ラーと前記第２のハブとの間を前記つる巻クラッチばね
    を介して半径方向に通り、前記第２のハブと前記第２の
    フランジとの間を通り、そして前記第２のフランジと前
    記ハウジングの前記第２の端部部分との間を軸線方向に
    通るようにし、前記第１のフランジと前記制御カラーの
    間を軸線方向に通る磁束が、前記制御カラーを軸線方向
    に、前記第１のフランジに向かって引付け、前記制御カ
    ラーを、前記第２のハブに対し回転させ、前記ばねを前
    記第１のハブのまわりに収縮させるようにして成る、電
    磁作動ばねクラッチ。
  2. 【請求項２】　　非強性材料で作られ、前記軸を前記ハ
    ウジングに対して回転するように支え、前記第１のフラ
    ンジに軸線方向に隣接して位置する軸受を備えた、請求
    項１の電磁作動ばねクラッチ。
  3. 【請求項３】　　前記軸受を前記軸に固定した、請求項
    ２の電磁作動ばねクラッチ。
  4. 【請求項４】　　前記第２のフランジと、前記制御カラ
    ーの前記第２の端部部分との間に非強磁性のスペーサを
    備え、前記第２のフランジと、前記制御カラーの前記第
    ２の端部部分との間を、磁束が軸線方向に通らないよう
    にする、請求項２の電磁ばねクラッチ。
  5. 【請求項５】　　前記ハウジングを、第１及び第２の部
    品により形成し、前記第１の部品に、管状の端部部分を
    設け、前記第２の部品を、前記ハウジングの管状の端部
    部分内に固定され、前記ハウジングの前記第２の端部部
    分を形成し、前記スペーサを囲む強磁性のワッシャによ
    り構成した、請求項４の電磁作動ばねクラッチ。
  6. 【請求項６】　　前記スペーサが、前記第２のハブと一
    緒に回転し、前記ワッシャ内で回転する軸受を形成した
    、請求項５の電磁作動ばねクラッチ。
  7. 【請求項７】　　前記スペーサを、前記ワッシャ内で軸
    線方向に滑動するように支えた、請求項６の電磁作動ば
    ねクラッチ。
  8. 【請求項８】　　（イ）回転可能な軸と、（ロ）この軸
    と一緒に回転できる第１のハブと、（ハ）この第１のハ
    ブに軸線方向に隣接し、前記軸に回転するように支えた
    第２のハブと、（ニ）前記両方のハブの一部分を囲み、
    通常は、前記第１のハブから自由であり、通常は、前記
    第２のハブのまわりで収縮し、この第２のハブと一緒に
    回転可能なつる巻クラッチばねと、（ホ）このつる巻ク
    ラッチばねのまわりに滑動可能にはめ込まれ、前記第１
    及び第２のハブにそれぞれ隣接する第１及び第２の互い
    に対向する端部部分を持ち、又前記つる巻クラッチばね
    の端部舌状片を、前記第１の端部部分に固定して前記つ
    る巻クラッチばねと前記第２のハブと一緒に回転するよ
    うにした制御カラーと、（ヘ）この制御カラーを、前記
    第２のハブに対して回転し、前記つる巻クラッチばねを
    前記第１のハブのまわりに収縮させるようにする回転手
    段とを備え、この回転手段を、（ｉ）前記制御カラーを
    囲み、励磁時に磁束を生ずるように動作可能なコイルと
    、（ｉｉ）このコイルを囲み、第１及び第２の端部部分
    を持つ回転可能な固定ハウジングと、（ｉｉｉ）前記軸
    に固定され、この軸と一緒に回転可能であり、前記ハウ
    ジングの前記第１端部部分に対して半径方向に間隔を置
    いた関係に配置した第１の部分と、前記制御カラーの前
    記第１の端部部分に対し軸線方向に間隔を置いた関係に
    配置した第２の部分とを持つ第１のフランジと、（ｉｖ
    ）前記第２のハブと一緒に回転可能であり、前記ハウジ
    ングの前記第２の端部部分に対し軸線方向に間隔を置い
    た関係に配置した第２のフランジと、により構成し、前
    記軸と前記第１のハブを、非強磁性材料で作り、前記第
    ２のハブと、前記つる巻クラッチばねと、前記制御カラ
    ーと、前記ハウジングと、前記各フランジとを強磁性材
    料で作ることにより、前記コイルにより生ずる磁束が、
    前記ハウジングの前記第１の端部部分と前記第１のフラ
    ンジとの間を半径方向に通り、前記第１のフランジと前
    記制御カラーとの間を軸線方向に通り、前記制御カラー
    と前記第２のハブとの間を前記つる巻クラッチばねを介
    して半径方向に通り、前記第２のハブと前記第２のフラ
    ンジとの間を通り、そして前記第２のフランジと前記ハ
    ウジングの前記第２の端部部分との間を軸線方向に通る
    ようにし、前記第１のフランジと前記制御カラーとの間
    を軸線方向に通る磁束が、前記制御カラーを軸線方向に
    前記第１のフランジに向かって引付け、前記制御カラー
    を前記第２のハブに対し回転させ、前記つる巻クラッチ
    ばねを前記第１のハブのまわりに収縮させるようにして
    成り、非強磁性材料で作られ、前記軸を前記ハウジング
    に対して回転するように支える第１の軸受を備え、この
    軸受を前記第１のフランジに軸線方向に隣接させ、非強
    磁性材料で作られ、前記第２のフランジと前記制御カラ
    ーの前記第２の端部部分との間に位置し、これ等両者間
    に軸線方向の磁束障壁を形成するようにした第２の軸受
    を備え、この第２の軸受が、滑動可能に前記ハウジング
    と共に回転可能にはめ込まれ、前記第２のハブを前記ハ
    ウジングに対して回転するように支える軸受を形成する
    ようにした、電磁作動ばねクラッチ。
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