JPH0573325U - 電磁スプリングクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電磁スプリングクラッチの板ばね６を改良し
て、電磁スプリングクラッチの高感度化、クラッチ接・
断特性の迅速化、組立・分解の容易化及び板ばね６の長
寿命化を図る。 【構成】板ばね６はロータ５に設けた凹部に取付け・取
外し可能に嵌合させ固定されている。また、板ばね６は
アーマチュア４とロータ５を離間する方向に付勢するも
ので非磁性材でリング状に形成され、コイル７１に通電
してアーマチュア４がロータ５に吸着されたとき（クラ
ッチ接）アーマチュア４が板ばね６に設けた突起６１に
突当たり、板ばね６をロータ５内に押込むように作動す
る。通電を解除すると板ばね６はアーマチュア４を押圧
しクラッチ断となる。

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６１−２３６９３０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６１−２３６９３０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８ １（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１ ２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５５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６ ４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を設けることができる。

【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６ １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５７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４２ｂ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６３、 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 ４２ｂ、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 (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。