JPH0741075U - 電磁スプリングクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィールドコアの製作時における寸法精度を
向上させてフィールドコアの磁束を効率良くロータに伝
えてクラッチを正確に動作させることができる構造にし
た電磁スプリングクラッチを提供する。 【構成】 カップ状に形成したフィールドコア７におけ
る外筒部７Ａの先端部７ａの内径を前記アーマチュア４
側に進むに従って大径となる状態にして面取り加工した
構造にし、フィールドコア７からアーマチュア４に直接
作用する磁束の割合を減少させてロータ８に作用する割
合を強め、これによりロータ８の磁気吸引力を向上させ
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】

図５及び図６は従来の電磁スプリングクラッチの一例を示している。同図の電 磁スプリングクラッチ５１は、非磁性材からなる出力軸５２と、この出力軸５２ 上に空転自在に順次装着されている入力ギヤ５３，円盤状のアーマチュア５４， 軸受５５，コイル５６を内蔵して軸受５５上に一体回転可能に取り付けられてい るフィールドコア５７と、アーマチュア５４とフィールドコア５７との間で出力 軸５２に一体回転可能に装着されているロータ５８と、入力ギヤ５３とアーマチ ュア５４との間で出力軸５２に一体回転可能に装着されている出力ハブ５９と、 一端６０ａが入力ギヤ５３の係合孔５３ａに他端６０ｂがアーマチュア５４の係 合孔５４ａにそれぞれ係止されて出力軸５２上に出力ハブ５９との間に隙間を介 して装着されたコイルスプリング６０等で構成されている。なお、ここでのアー マチュア５４，軸受５５，フィールドコア５７，ロータ５８はそれぞれ鉄板等の 磁性体で形成されている。

【０００３】 また、フィールドコア５７は板金絞り成形してカップ状に作られており、その 内部にコイル５６を収納させた状態で外筒部５７Ａがアーマチュア５４の反対側 より延ばされ、ロータ５８の厚みの大部分を開口側の先端５７ａで覆った状態に して組み込まれている。 加えて、出力軸５２上の、ロータ５８と軸受５５との間の部分にはスペーサ用 のワッシャ６１が配設されているとともに、入力ギヤ５３と軸受５５の外側に位 置した部分にはそれぞれ止め輪６２，６３が取り付けられている。さらに、ロー タ５８には、出力軸５２が貫通される中心孔６４の周囲に、同心円状に３つの眉 形孔６５が形成されており、アーマチュア５４と対向している面、すなわち吸着 結合面５８Ａは単なる平面として形成されている。一方、このロータ５８と対向 しているアーマチュア５４は、出力軸５２が貫通される中心孔６６とコイルスプ リング６０の他端６０ｂが係合される係合孔５４ａが設けられている以外、ロー タ５８の吸着結合面５８Ａと対向している面、すなわち吸着結合面５４Ａは単な る平面として形成されている。

【０００４】 次に、この電磁スプリングクラッチ５１の作動について説明すると、図５はコ イル５６に通電が行われていないときの状態を示しており、アーマチュア５４が ロータ５８より離れ、コイルスプリング６０と出力ハブ５９との間に隙間が形成 されてクラッチ断の状態になっている。そして、このクラッチ断の状態において 、外部から入力ギヤ５３に回転が与えられると、この入力ギヤ５３と一体にコイ ルスプリング６０及びアーマチュア５４が出力軸５２上で空転し、出力軸５２に は回転が伝えられない。

【０００５】 また、このように入力ギヤ５３がコイルスプリング６０及びアーマチュア５４ と共に回転されている状態においてコイル５６に通電を行うと、フィールドコア ー５７が励磁されるとともにロータ５８が磁化され、アーマチュア５４がロータ ５８側に磁気吸着され、吸着結合面５８Ａに吸着結合面５４Ａが当接されて吸着 結合される。これによりアーマチュア５４とロータ５８との間に負荷が作られ、 図６に示すようにコイルスプリング６０が出力ハブ５９に巻き付いてクラッチ接 の状態となり、入力ギヤ５３と出力軸５２とが一体に回転される。

【０００６】 また、クラッチ接の状態で、コイル５６への通電を断ってフィールドコア５７ の励磁を中止すると、ロータ５８よりアーマチュア５４が離れ、これと同時にコ イルスプリング６０が拡張し、図５に示すクラッチ断に戻る。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、以上の従来電磁スプリングクラッチ５１では、フィールドコア ５７は板金絞り成形して作られているが、製造誤差等で外筒部５７Ａの長さがま ちまちとなり安定しない。また、その誤差が存在しているままの状態で使用する と、あるものは図７に示すようにロータ５８の厚みの一部だけ覆う状態になり、 フィールドコア５７の磁束をロータ５８に十分に伝えることができなくなり、あ るものは８図に示すように外筒部５７Ａが長く、その先端５７ａが解放時のアー マチュア５４の近傍まで達するようになるため、フィールドコア５７の磁束が直 接アーマチュア５４に作用してロータ５８とアーマチュア５４との吸引作用が不 十分になってしまう。このため、外筒部５７Ａは、絞り成形で少し長めに製作し ておき、切削加工で精度良く長さを調整する必要があり、製造が面倒であった。

【０００８】 そこで、本考案はの目的は、フィールドコアの製作時における寸法精度を向上 させてフィールドコアの磁束を効率良くロータに伝えてクラッチを正確に動作さ せることができる構造にした電磁スプリングクラッチを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

以上の目的を達成するため本考案は、非磁性材からなる出力軸上に入力回転要 素と円盤状のアーマチュアとコイルを内蔵したフイールドコアとが空転自在に順 次装着されていると共に、前記アーマチュアとフィールドコアとの間で出力軸に 一体回転可能に装着された円盤状のロータと、一端が前記入力回転要素に他端が 前記アーマチュアにそれぞれ係止されて前記出力軸上に同軸回りとの間に隙間を 介して装着されたコイルスプリングとを備え、また、前記フィールドコアがアー マチュアの反対側より延ばされてロータの外径を覆う外筒部を有したカップ状に 形成されており、前記コイルに通電してフィールドコアとロータをコイルと一体 に励磁せしめると、アーマチュアがロータに磁気吸着結合されて一体に回転し、 前記コイルスプリングが出力軸に巻き付けられてクラッチ接となる電磁スプリン グクラッチにおいて、前記フィールドコアの外筒部の先端部内径を、前記アーマ チュア側に進むに従って大径となる状態に加工したものである。

【００１０】

【作用】

以上の構成によれば、略カップ形状のフィールドコアを加工するときに、外筒 部の先端内径を大径にして外側へ拡げた状態にしておくと、外筒部の先端部はア ーマチュア側に進んでもアーマチュアに接近しない形にして組み立てることがで きる。そして、外筒部の先端部の内径を外側に拡げることによって、フィールド コアからアーマチュアに直接作用する磁束の割合を減少させ、逆にロータに作用 する割合を強めることが可能となる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を用いて説明する。図１及び図２は本考案 に係る電磁スプリングクラッチの一実施例を示し、図１はクラッチ断の状態で、 図２はクラッチ接の状態で示す断面図である。

【００１２】 図１及び図２において、この電磁スプリングクラッチ１は、大きくは出力軸２ と、この出力軸２上に空転自在に順次装着されている入力ギヤ３，円盤状のアー マチュア４，軸受５，コイル６を内蔵して軸受５上に一体回転可能に取り付けら れているフィールドコア７と、アーマチュア４とフィールドコア７との間で出力 軸２に一体回転可能に装着されているロータ８と、入力ギヤ３とアーマチュア４ との間で出力軸２に一体回転可能に装着されている出力ハブ９と、一端１０ａが 入力ギヤ３の係合孔３ａに他端１０ｂがアーマチュア４の係合孔４ａにそれぞれ 係止されて出力軸２上に出力ハブ９との間に隙間を介して装着されたコイルスプ リング１０等で構成されている。 また、出力軸２上の、ロータ８と軸受５との間の部分にはスペーサ用のワッシ ャ１１が配設されているとともに、入力ギヤ３と軸受５の外側に位置した部分に はそれぞれ止め輪１２，１３が取り付けられている。 なお、前記各係合孔３ａ，４ａは、孔に代えて溝状に形成しても良い。

【００１３】 さらに詳述すると、出力軸２は、樹脂、銅合金、アルミ合金、オーステナイト 系ステンレス鋼等の非磁性材料で作られており、また軽量化や電磁スプリングク ラッチを取り付ける軸（不図示）にセットし易くするためにパイプ状に形成して いる。出力ハブ９は筒状に形成されており、出力軸２の外周部に図示せぬキーで 回転不能に固定され、出力軸２と一体に回転する状態にして取り付けられている 。 入力ギヤ３は入力回転要素となるものであり、出力ハブ９と摺接するとともに コイルスプリング１０の一部が巻き付く内ボス部３Ａと、コイルスプリング１０ の一端を係止する上記係合孔３ａを設けた外ボス部３Ｂが端面に一体に形成され ている。

【００１４】 コイルスプリング１０は、断面が角形の線材で作られており、内径は出力ハブ ９の外径寸法より僅かに大きく形成されている。なお、ここでのコイルスプリン グ１０は、断面が角形の線材で作られたものを使用して、コイルスプリング１０ が締め付けられたときに出力ハブ９の外周面に線材が面接触する構造にしており 、こうすることにより大きなトルク伝達が可能になる。しかし、コイルスプリン グ１０には、必ずしも断面が角形の線材を使用しなくても、丸形や楕円形の線材 を使用して形成しても良いものである。

【００１５】 フイールドコア７は鉄製で、一端（先端部７ａ）が開口されて取り付けられる 外筒部７Ａを有してカップ状に形成されており、外筒部７Ａがアーマチュア４の 反対側より延ばされてロータ８の厚みを覆った状態にして、軸受５を介して出力 軸２上に空転可能に取り付けられ、軸受５との間の空間に図示せぬボビンに巻か れた上記コイル６が収納されて固定されている。また、外筒部７Ａの先端部７ａ は、ロータ８の厚みの約半分位から外側に折り返されてラッパ状に作られており 、この折り返しにより、先端部７ａの内径は外側（アーマチュア）に進むに従っ て序々に大径となる状態、すなわち外側に拡げられた状態にＲ面取り加工されて いる。そして、このフィールドコア７は、図１及び図２に示しているように、ロ ータ５の端面付近からＲ面取り加工が始まり、アーマチュア４側に進んでもアー マチュアに接近しない状態にして配設されている。

【００１６】 ロータ８は鉄製で円盤状に形成されており、中心には出力軸２が挿通される貫 通した中心孔２１が形成されている。また、中心孔２１内には、出力軸２の外周 部に形成された図示せぬキー溝に係合されるキー（不図示）が一体に形成されて おり、このキーを出力軸２側のキー溝に係合させて、出力軸２と一体に回転する 状態にして取り付けられている。さらに、ロータ８には、同心円状に３つの眉形 孔２３が設けられている。

【００１７】 アーマチュア４は鉄製で円盤状をしており、中心には出力軸２が挿通される貫 通した中心孔２６が形成され、ロータ８と対向している面、すなわち吸着結合面 ４Ａにはコイルスプリング１０の他端１０ｂを係合するための上記係合孔４ａが 形成されている。

【００１８】 次に、この電磁スプリングクラッチ１の作動について説明する。図１はコイル ６に通電が行われていないときの状態を示しており、アーマチュア４がロータ８ より離れ、コイルスプリング１０と出力ハブ９との間に隙間が形成されてクラッ チ断の状態になっている。そして、このクラッチ断の状態において、外部から入 力ギヤ３に回転が与えられると、この入力ギヤ３と一体にコイルスプリング１０ 及びアーマチュア４が出力軸２上で空転し、出力軸２には回転が伝えられない。

【００１９】 また、このように入力ギヤ３がコイルスプリング１０及びアーマチュア４と共 に回転されている状態においてコイル６に通電を行うと、フィールドコア７が励 磁されるとともにロータ８が磁化される。このときの磁束は主に、フィールドコ ア７から順に、ロータ８の外輪，アーマチュア４，ロータ８の内輪，フィールド コア７の軸受５の回路となり、アーマチュア４がロータ８側に磁気吸着されて、 ロータ８側の吸着結合面８Ａにアーマチュア４側の吸着結合面４Ａが当接されて 吸着結合される。これによりアーマチュア４とロータ８との間に負荷が作られ、 図７に示すようにコイルスプリング１０が出力ハブ９に巻き付いてクラッチ接の 状態となり、入力ギヤ３と出力軸２とが一体に回転される。 また、クラッチ接の状態で、コイル６への通電を断ってフィールドコア７の励 磁を中止すると、ロータ８よりアーマチュア４が離れ、これと同時にコイルスプ リング１０が拡張し、図１に示すクラッチ断に戻る。

【００２０】 したがって、本実施例の電磁スプリングクラッチでは、フイールドコア７の外 筒部７Ａの先端部７ａが外側に折り返されてラッパ状に作られており、この折り 返しでフィールドコア７は、ロータ５の端面付近からアーマチュア４側に進んで もアーマチュア４に接近しない状態にして配設されているので、製造段階での面 取り加工でフィールドコア７からアーマチュア４に直接作用する磁束の割合を減 少させ、逆にロータ８に作用する割合を強めるように調整することができ、これ によってロータ５の磁気吸引力を向上させることができる。

【００２１】 なお、フィールドコア７を作るに当たっては、まず略カップ形状に絞り加工し 、次いで外筒部７Ａの先端端７ａをラッパ状に外側へ拡げる際、先端部７ａの拡 げ加工工具をフィールドコア７の底部７ｂを基準にして外筒部７Ａの長さＬにな るように調整しておけば、フィールドコア７は寸法精度良く製作することができ る。

【００２２】 また、フィールドコア７の折り曲げられた先端部７ａを使用して、この先端部 ７ａに図３に示すように非磁性材で形成された筒状の防塵用カバー２９を設けた 構造にしても良いものである。 さらに、先端部７ａを折り返すと邪魔な場合は、この折り返された先端部７ａ の外側の部分は磁気回路の形成に関係ない部分なので、図４に示すように折り返 された外周側を切削等で除去しても差し支えないものである。 また、さらに上記実施例では、出力軸２上に出力ハブ９を固定して設けて、こ の出力ハブ９にコイルスプリング１０を巻き付けるようにした構造を開示したが 、出力ハブ９を無くして出力軸２の外周面に直接コイルスプリングを巻き付ける ようにしても差し支えないものである。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したとおり、本考案に係る電磁スプリングクラッチにあっては、アー マチュアに作用する磁束を、外筒部の先端部をラッパ状に外側へ拡げることによ って調整することができるので、寸法精度の良いフィールドコアを簡単に作るこ とができる。また、これによって、励磁してクラッチ接するときのロータの磁力 を効率良くアーマチュアに作用させることができ、クラッチ接・断動作を長期に わたり正常に持続できるという効果が得られるので、特に事務機械用の回転要素 の性能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例をクラッチ
断の状態で示す断面図である。

【図２】前記電磁スプリングクラッチをクラッチ接の状
態で示す断面図である。

【図３】前記電磁スプリングクラッチ一変形例をクラッ
チ接の状態で示す断面図である。

【図４】フィールドコアの一変形例を示す図である。

【図５】従来の電磁スプリングクラッチの一例をクラッ
チ断の状態で示す断面図である。

【図６】前記電磁スプリングクラッチをクラッチ接の状
態で示す断面図である。

【図７】従来のフィールドコア部の構造を説明する部分
断面図である。

【図８】前記フィールドコア部の構造を説明する部分断
面図である。

【符号の説明】

１ 電磁スプリングクラッチ ２ 出力軸 ３ 入力ギヤ（入力回転要素） ４ アーマチュア ６ コイル ７ フィールドコア ８ ロータ １０ コイルスプリング

Claims (1)

【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上に入力回転要
   素と円盤状のアーマチュアとコイルを内蔵したフイール
   ドコアとが空転自在に順次装着されていると共に、前記
   アーマチュアとフィールドコアとの間で出力軸に一体回
   転可能に装着された円盤状のロータと、一端が前記入力
   回転要素に他端が前記アーマチュアにそれぞれ係止され
   て前記出力軸上に同軸回りとの間に隙間を介して装着さ
   れたコイルスプリングとを備え、また、前記フィールド
   コアがアーマチュアの反対側より延ばされてロータの外
   径を覆う外筒部を有したカップ状に形成されており、前
   記コイルに通電してフィールドコアとロータをコイルと
   一体に励磁せしめると、アーマチュアがロータに磁気吸
   着結合されて一体に回転し、前記コイルスプリングが出
   力軸に巻き付けられてクラッチ接となる電磁スプリング
   クラッチにおいて、 前記フィールドコアの外筒部の先端部内径を、前記アー
   マチュア側に進むに従って大径となる状態に加工したこ
   とを特徴とする電磁スプリングクラッチ。