JPH05573B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁クラツチに関する新規な機構に
関するものである。更に詳細には、駆動源となる
原動機の１方向のみの回転によつても、正逆方向
に、自由に負荷を駆動することができ、又必要に
よつては、上記した正逆な運転中に、入力電気パ
ルスの数に対応して、負荷を進歩し、若しくは、
入力電気パルス数に比例した駆動変移を得ること
ができることに特徴を有するものである。

周知の電磁クラツチは、通電の制御を行なうこ
とにより、２つの回転系間の断接を行なうことが
目的である。電気信号の有無により作動するの
で、他のクラツチ装置に比較して制御が容易とな
る。従つて広い用途を見出している。しかし次に
述べるいくつかの欠点がある。

第１に、伝達トルクに比較して、所要の通電電
流が極めて大きく、従つて大きい容量の電源を必
要とする欠点がある。第２に、作動時において、
大きい衝激音を発生する欠点がある。第３に、ク
ラツチ板の摩擦結合によるトルク伝達なので、摩
耗を伴ない、従つて、耐用時間に制限を受ける欠
点がある。第４にトルク伝達の制御はオン・オフ
のみで、しかもスリツプを伴なうので、デジタル
的な制御、即ち１パルスの入力に対して、所定の
角度の回転の伝達を、積分誤差を伴なうことなく
正確に行なうことが不可能となる欠点がある。又
更にクラツチ板の摩耗を伴なう欠点がある。

本発明装置は、上述した諸欠点を完全に除去す
ることに成功したもので、大きいトルクの伝達制
御を、極めて小さいパルス的な電気入力により、
機械音の発生少なく、静かに作動し、摩擦部分が
ないので長い耐用時間が得られ、しかも入力電気
パルスの数に対応した回転角度又は移動距離の伝
達を制御できる特徴を有するものである。又１本
の駆動軸より、複数の出力をとり出すことのでき
る特徴を有するものである。

以上の特徴を有するので、周知の電磁クラツチ
の代りに使用して著しい新規なすぐれた効果を挙
げることができるものである。特に後述するよう
に、電動車、小型ガソリンエンジンを駆動源とす
る自転車（車椅子）、複写機の原稿台又は照明装
置の往復動装置、ミシン針の作動の駆動源、プリ
ンタの駆動源、液体流量の調整の為のバルブの開
閉の制御装置及び各種の自動機（自販機、ロボツ
ト等）に適用して有効な技術を付与できる効果が
ある。

次に、以上の諸特徴を有する本発明装置の詳細
を実施例について説明する。

第１図は、本発明装置の基本を構成する機構の
実施例を示すものである。先ず第１図よりその説
明をする。

第１図ａにおいて、本体に設けた支軸２ａに
は、第１のレバー３及び第２のレバー３ａが、そ
れぞれ独立に回動できるように支持されている。
又歯車２も支軸２ａに回動自在に支持されてい
る。歯車２は出力歯車となるもので、図示しない
回転伝達系を介して負荷１が駆動されている。

レバー３の遊端部に設けた支軸４ａには、１体
に作られた偏心軸４ｃ、歯車４ｂ、偏心しない回
転輪４が回転自在に支持されている。回転輪４の
円周部には、ゴムリングが被冠され、回転軸５ｂ
と接離するものである。

ヨーク９は本体に固定され、これに励時コイル
８が装着されている。レバー３ａの遊端部には、
マグネツト７が固着され、マグネツト７は、ヨー
ク９により、その磁路が閉じられるので、強く吸
着され、レバー３ａを鎖錠している。

回転軸４が回転輪５ｂにより動力伝達を受けて
回転しているときには、歯車４ｂ及びこれと噛合
する歯車２により負荷１は駆動されている。又こ
のときに、歯車４ｂの反時計方向の回転により、
負荷の反作用により、レバー３も同方向のトルク
を受けて、回転輪４と５ｂとの圧接力を負荷に対
応して増加するので、動力伝達が確実となる効果
がある。

回転軸５ｂは、電動機５の回転軸５ａに固定さ
れて、矢印時計方向に回転している。図示の回転
輪４，５ｂの相対位置及び回転方向より理解され
るように、回転輪５ｂは、比較的大きい食い込み
角で、回転輪４を駆動しているので、その動力伝
達は確実となる。

レバー３には、スプリング６が掛けられて反時
計方向、即ち回転輪４の５ｂが圧接する方向に、
レバー３を弾撥している。レバー３と３ａとの間
には、スプリング６ａが掛けられているので、レ
バー３ａは、反時計方向のトルクを受けて、偏心
軸４ｃに軽く圧接している。

励磁コイル８に通電すると、これによる磁束
は、マグネツト７による磁束を打消するようにな
つているので、レバー３ａの鎖錠が解除されて、
回転輪４と５ｂは圧接され、従つて回転輪４、歯
車４ｂ、偏心輪４ｃは反時計方向に回転する。こ
のときに負荷に対応して、回転輪４と５ｂの圧接
力が増加して動力伝達が確実となることは前述し
た通りである。回転輪４と５ｂとの圧接力は、ス
プリング６の弾撥力のみではないので、即ち負荷
の反作用も付荷されるので、スプリング６は弱い
ものでよく、又レバー３ａを鎖錠して保持する為
の励磁コイル８の入力電力も小さいものですむ効
果がある。又このときに、レバー３ａは偏心軸４
ｃの回転により、左右に往復している。又歯車２
により、負荷１は駆動されている。

次に励磁コイル８の通電を断つと、往復してい
るレバー３ａが、ヨーク９の磁路開放端に近接し
たときに、マグネツト７により吸着鎖錠される。
更に若干角度の偏心輪４ｃの回転により、レバー
３は時計方向に回転して、回転軸４と５ｂは図示
のように離間して動力伝達が断たれる。負荷も停
止する。

以上の動作より理解されるように、動作時に機
械音を発生することのない特徴がある。

以上の動作は、励磁コイル８の通電制御により
負荷１を駆動し、若しくは停止できるので、電磁
クラツチとしての作用である。

スプリング６ａは、レバー３ａを偏心輪４ｃに
単に接するのみでよいので、スプリング６より更
に弱いものでよい。又スプリング６ａは、レバー
３ａと本体との間に掛けてもよい。

次にデジタル的な制御について説明する。

励磁コイル８に１個の電気パルスを入力せしめ
ると、レバー３ａの鎖錠が解除されるので、回転
輪４は５ｂに圧接されて、１回転する。この間
に、レバー３ａは１往復して、再びヨーク９に近
接して、マグネツト７を介して、レバー３ａは再
び鎖錠される。更に若干角度の偏心輪４ｃの回転
により、レバー３は時計方向に回転して、回転軸
４と５ｂを離間して動力伝達が断たれる。負荷１
は対応して歩進する。

上述した１回の歩進には、毎回若干の差がで
る。しかし複数回の歩進をしても、その歩進の誤
差は加算されない特徴がある。即ち積分誤差の発
生のない効果がある。

次に第１図ｂにおいて、ａ図と共通の支軸２ａ
の下端には、レバー１０，１０ａが回動自在に支
持されている。歯車２（点線）もａ図と共通のも
のである。レバー１０，１０ａを含む装置は、ａ
図の装置の下側に設けられているもので、レバー
１０とレバー３及びレバー３ａとレバー１０ａ
は、それぞれ平行に、上下に重なつて配設されて
いるものである。

レバー１０に設けた支軸１１ａには、１体に作
られた回転輪１１（円周部にゴムリングが被冠さ
れる。）歯車１１ｂ及び偏心軸１１ｃが回動自在
に支持されている。又レバー１０の左延長部に設
けた支軸１２ａには、歯車１２が支持され、これ
は歯車２と１１ｂとに噛合している。レバー１０
と１０ａとの間には、スプリング２２ａが掛けら
れ、又レバー１０はスプリング２２により反時計
方向に回転するように弾撥されている。レバー１
０ａと遊端部に固定したマグネツト１３、本体に
固定したヨーク１５、これに装着した励磁コイル
１４は、ａ図のマグネツト７、ヨーク９、励磁コ
イル８と全く同じ作用効果を有するものである。

電動機５の回転輪５ｂは点線で、同じ相対位置
となるように示してある。

励磁コイル１４に通電して、レバー１０ａの鎖
錠を解除すると、スプリング２２により、レバー
１０、偏心輪１１ｃに当接するレバー１０ａは、
ともに反時計方向に回転して、回転輪１１は、比
較的大きい食い込み角で回転輪５ｂに圧接して、
歯車１１ｂ，１２を介して、歯車２を反時計方向
に回転する。この回転方向は、ａ図の装置による
駆動と反対方向となつているので、負荷１は逆方
向に駆動される。

又このとき、歯車１２の時計方向の回転によ
り、レバー１０は時計方向のトルクを受けるが、
前述した回転輪５ｂによる食い込み角の駆動びよ
るレバー１０の反時計方向のトルクが大きく設定
してあるので不都合はない。

励磁コイル１４の通電を断つと、往復するレバ
ー１０ａが、ヨーク１５に近接したときに、マグ
ネツト１３により吸着鎖錠される。更に回転輪１
１、偏心輪１１ｃの若干角度の回転により、レバ
ー１０は左方に移動して、回転輪１１と５ｂを離
間するので、負荷１は停止する。その他の作用効
果はａ図の場合と全く同様である。

回転輪５ｂ，４，１１を歯車として構成しても
同じ目的が達成される。この場合には、歯車４ｂ
と歯車４ならびに歯車１１ｂと歯車１１Ｇとをそ
れぞれ同一の１個の歯車とすることもできる。

ｂ図の装置を作動して、歯車２を反時計方向に
回動すると、歯車４ｂ、回転輪４、偏心輪４ｃは
ともに時計方向に回転し、レバー３は左右に往復
して、無益なエネルギーを消費する。又レバー３
が右方に偏倚したときに、同方向に回転する回転
軸５ｂと１１は１時的に圧接することになり、こ
のときに摩耗とエネルギー損失が起る。

以上の欠点を避ける為に、本発明装置では、次
の技術が付加されている。

ａ図において、レバー３に設けた軸承（図示せ
ず）には、支軸４ａが支持され、支軸４ａには、
１体に構成された回転輪４と歯車４ｂが固着され
ている。

支軸４ａに内輪が固定された１方向クラツチ４
ｄ（ポールクラツチ）の外輪は、偏心輪４ｃに固
定され、回転輪４が反時計方向に回転するときに
は、偏心輪４ｃが駆動され、時計方向に回転する
とき、即ちｂ図の装置より駆動されるときには、
偏心輪４ｃは停止したまま保持されるようになつ
ている。従つて、レバー３は左右に往復動しない
ことになるので、前述した欠点が除去される効果
がある。

ｂ図の偏心輪１１ｃ、１方向クラツチ４ｄ、支
軸１１ａ、回転軸１１、歯車１１ｂも、ａ図の場
合と全く同じ構成となつているので、ａ図の装置
により、歯車１２，１１ｂが駆動されても、レバ
ー１０は停止している。従つて前述した欠点が除
去されるものである。

第１図ａの装置が駆動されているときに、励時
コイル８の通電を断つと、レバー３ａがヨーク９
に吸着され、次に偏心軸４ｃにより、レバー３が
左方に移動して、食い込み角で駆動されている回
転輪１１，５ｂを離間するに要する力は大きくな
る。従つてマグネツト７も大型となり、励時電流
も大きくなる。

以上の点を避ける手段が第２図に示されてい
る。第２図には、レバー３ａの下端のみが示され
ている。本体に固定したヨーク１６には、励磁コ
イル１７が装着され、ヨーク１６に設けた支軸１
６ａには、軟鋼レバー１８が回動自在に支持さ
れ、図示しないスプリングにより矢印（反時計方
向）な弾発されている。記号１９は、本体に設け
たレバー１８の抑止ピンである。

励磁コイル１７に通電すると、レバー１８は、
ヨーク１６に吸引されてレバー３ａに設けた当接
ピン３ｂより、レバー１８の係止部１８ａが離間
するので、レバー３ａの鎖錠が解除される。従つ
てａ図の装置は作動する。

次に励磁コイル１７の通電を断つと、レバー１
８は反時計方向に回転し、左方に移動するレバー
３ａを図示のように鎖錠する。偏心輪４ｃの回転
により、レバー３が左方に移動せしめられ、この
反作用により、レバー３ａは右方に力を受ける
が、係止部１８ａと当接ピン３ｂは、これに対応
する力を有するので、上述した欠点が除去される
ものである。ｂ図の装置の電磁鎖錠装置にも全く
同じ装置が採用できる。

以上の説明のように、本発明装置によれば、励
磁コイル８，１４のいづれかに通電することによ
り、負荷１を正逆方向に駆動できる効果がある。
駆動源となる電動機５のように逆転することので
きない小型のガソリンエンジンに適用すると特に
有効である。

励磁コイル８，１４に１回の通電をする毎に負
荷１は１ステツプづつ歩進する。ｎ個のパルスを
通電すると、負荷１はｎステツプする特徴があ
る。従つて負荷の数値制御を行なうこともでき
る。

この場合に、積分誤差即ち１ステツプ毎の誤差
が積算されない必要がある。この点を確実にする
為に第３図の装置が採用される。

第３図は、第１図のａ図のレバー３，３ａの１
部、偏心輪４ｃ、１方向クラツチ４ｄの部分を拡
大して示したものである。

偏心輪４ｃが反時計方向に回転して、レバー３
を左方に移動して、動力伝達が断たれたときに、
偏心軸４ｃの平面部２０が、レバー３ａに当接す
るように構成する。かかる手段により、第１図ａ
の装置の作動が停止したときに、偏心軸４ｃの回
転輪４の相対位置は１定に保持される、又偶発的
にずれた場合でも、第１図ｂの装置が駆動された
ときに、回転輪４と偏心輪４ｃは、１方向クラツ
チ４ｄにより、互いに自由に回転できる関係に転
化するので、レバー３ａは図示の位置で、平面部
２０に当接するように自動的に規制される。従つ
て積分誤差が除去される効果がある。第１図ｂの
偏心輪１１ｃにも同じ平面部が設けることによ
り、同じ効果がある。尚上述した場合に、歯車２
が１ステツプ回転したときに、１定のピツチで必
ず停止するように、歯車２と同期回転する軟鋼円
板の突出部を電磁石で吸引鎖錠する装置を付加す
ると有効である。振動その他の理由により、レバ
ー３ａ，１０ａの鎖錠が同時に解除されると、回
転輪５ｂに回転輪４，１１が同時に食い込み角で
圧接されるので、歯車２には、正逆両方向のトル
クが加えられる。従つて負荷１は移動しないが、
この鎖錠状態を復帰することができなくなる不都
合が生じる。かかる不都合を除去する手段が第４
図に示されている。

第４図において、レバー３，１０の下端に、所
定の距離で、レバー２１が当接する位置にある。
レバー２１は、本体に設けた支軸２１ａにより回
動自在に支持されている。

レバー３の鎖錠が解除されると、レバー３は矢
印右方に移動して第１図ａの装置は作動する。し
かしレバー３と１０が同時に鎖錠が解除される
と、スプリング６，２２のいずれか強い方のスプ
リングにより、例えばレバー１０が右方矢印方向
に移動して、回転輪１１の１回転により、レバー
１０ａは鎖錠され、レバー１０は左方に復帰す
る。従つてレバー３が右方向に移動し、回転輪４
の１回転により、レバー３ａは鎖錠され、前述し
た不都合は除去されるものである。

以上の説明のように本発明装置によれば、冒頭
において述べた目的が達成されて効果著しきもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の説明図、第２図は、電
磁鎖錠装置の他の実施例の説明図、第３図は、積
分誤差を除去する手段の説明図、第４図は、振動
等による事故防止手段の説明図をそれぞれ示す。 １……負荷、２，２ｂ，１１ｂ，１２……歯
車、４，１１，５ｂ……回転輪、４ｃ１１ｃ……
偏心輪、４ｄ，１１ｄ……１方向クラツチ、３，
３ａ，１０，１０ａ，２１，１８……レバー、
９，１５，１６……ヨーク、８，１４，１７……
励磁コイル、２ａ，４ａ，１１ａ，５ａ，１６
ａ，２１ａ……支軸、５……電動機、７，１３…
…マグネツト、６，６ａ，２２，２２ａ……スプ
リング、３ｂ……当接ピン、２０……平面部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 本体に設けた支軸により、それぞれ独立に回
   動できるように支持された第１、第２のレバー及
   び第１の歯車と、該歯車により駆動される負荷
   と、第１のレバーの遊端部に、支軸により回転自
   在に支持されるとともに第１の歯車と噛合する第
   ２の歯車と、該歯車と同軸で同期回転する第１の
   回転輪と、該回転輪により、１方向クラツチを介
   して駆動される同軸の第１の偏心軸と、第１のレ
   バーが回動して、第１の回転輪が圧接したとき
   に、食い込み角で第１の回転輪を駆動する位置に
   ある原動機により駆動される第２の回転軸と、第
   ２のレバーを第１の偏心軸のカム面に圧接するよ
   うに弾撥する第１の弾撥部材と、第１のレバーを
   回動して、第１の回転輪を第２の回転輪に圧接す
   るように弾撥する第２の弾撥部材と、第２の弾撥
   部材による弾撥力により移動する第１の偏心輪を
   介して押圧移動される第２のレバーの遊端部を電
   磁的に鎖錠して、第１、第２の回転輪を離間して
   保持する第１の電磁鎖錠装置と、前記した本体に
   設けた支軸に回動自在に支持されるとともに、第
   １のレバーならびに第２のレバーとそれぞれ重な
   るように設けられた第３ならびに第４のレバー
   と、第３のレバーの遊端部に、支軸により回動自
   在に支持された第３の歯車と、該歯車及び第１の
   歯車のそれぞれと噛合するとともに、第３のレバ
   ーの遊端部により、支軸により回動自在に支持さ
   れた第４の歯車と、第３の歯車と同軸で同期回転
   する第３の回転輪と、該回転輪により、１方向ク
   ラツチを介して駆動される同軸の第２の偏心輪
   と、第３のレバーが回動して、第３の回転輪が圧
   接したときに食い込み角で第３の回転輪を駆動す
   る位置にある第２の回転輪と、第４のレバーを第
   ２の偏心軸に圧接するように弾撥する第３の弾撥
   部材と、第３のレバーを回動して、第３の回転輪
   を第２の回転輪に圧接するように弾撥する第４の
   弾撥部材と、第３の弾撥部材による弾撥力により
   移動する第２の偏心輪を介して、移動する第４の
   レバーの遊端部を電磁的に鎖錠して、第３、第２
   の回転輪を離間して保持する第２の電磁鎖錠装置
   と、第１の電磁鎖錠装置の励磁コイルの通電を制
   御して、鎖錠作用が解除されて、第２の回転輪に
   より負荷が正方向に駆動されたときに、第２の偏
   心輪は１方向クラツチにより停止して保持され、
   第２の電磁鎖錠装置の励磁コイルの通電を制御し
   て、鎖錠作用が解除されて、第２の回転輪により
   負荷が逆方向に駆動されたときに、第１の偏心輪
   が１方向クラツチにより停止して保持される機構
   と、第１若しくは第２の電磁鎖錠装置の各励磁コ
   イルの通電を制御して、鎖錠作用を復帰せしめた
   ときに、近接する第２若しくは第４のレバーを鎖
   錠し、第１若しくは第２の偏心軸の若干角度の回
   転を介して、第２の回転輪より、第１若しくは第
   ３の回転輪を離間して動力伝達を断つ機構とより
   構成されたことを特徴とする正逆方向に負荷を駆
   動できる装置。