JPH08149751A - Motor with built-in electromagnetic clutch - Google Patents

Motor with built-in electromagnetic clutch

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JPH08149751A
JPH08149751A JP6283372A JP28337294A JPH08149751A JP H08149751 A JPH08149751 A JP H08149751A JP 6283372 A JP6283372 A JP 6283372A JP 28337294 A JP28337294 A JP 28337294A JP H08149751 A JPH08149751 A JP H08149751A
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motor
electromagnetic clutch
electromagnetic
piece
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Minoru Kijima
稔 貴島
Shozo Fujita
藤田省三
Shuji Sato
佐藤修治
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Abstract

PURPOSE: To realize a highly efficient stabilized operation while reducing noise and shaft free torque by separating the mechanism of motor part and electromagnetic clutch part and applying a full-wave rectified voltage to the coil of an electromagnetic clutch while furthermore making a plurality of grooves in the surface of two clutch pieces opposing to each other. CONSTITUTION: First clutch piece 10 at a clutch part B is secured through an inter-clutch seat 29 tot a shaft 1 and a second clutch piece 11 is fitted movably in the axial direction to the shaft 1 through an output drive member 44, e.g. a pinion gear. The mechanism of a motor part A is separated from the clutch part B in order to limit the frictional point thus reducing the shaft free torque. On the other hand, a full-wave rectified voltage is applied to the coil 34 of an electromagnetic clutch 31 thus reducing noise and vibration thereof. Furthermore, a plurality of grooves are made in the opposing surfaces of the clutch pieces 10, 11 in order to decrease the magnetic resistance thus attracting the second clutch piece 11 strongly to the first clutch piece 10 with a low power while resisting against a reset spring 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スプリングリターンバ
ルブ、スプリングリターンダンパ、スプリングリターン
シャッタのように、電源のONにより往動作し、電源の
OFFにより復動作する用途に利用出来るモータに関
し、また、各種緊急遮断用途、モータの出力トルクON
/OFFを必要とする用途、モータのディテントトルク
(無励磁保持トルク)のON/OFFを必要とする用途
に利用出来るモータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor that can be used for applications such as a spring return valve, a spring return damper, and a spring return shutter that can be moved forward when the power is turned on and returned when the power is turned off. Various emergency shutoff applications, motor output torque ON
The present invention relates to a motor that can be used for applications requiring ON / OFF and for applications requiring ON / OFF of motor detent torque (non-excitation holding torque).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術の例として、「特開平5−2
44748」の第2実施例を図9を参照して説明する。
2. Description of the Related Art As an example of a conventional technique, Japanese Patent Laid-Open No. 5-2
Second Embodiment of "44748" will be described with reference to FIG.

【0003】図9は、電磁クラッチ内蔵電磁式モータの
一部断面側面図である。
FIG. 9 is a partial sectional side view of an electromagnetic motor with an electromagnetic clutch.

【0004】回転軸(シャフト)1は、電磁クラッチ5
への通電ON/OFFにより、ある時にはフリーとな
り、ある時には回転子8と連結して出力トルクを発生す
る。前軸受2と後軸受7はシャフト1を支承している。
The rotating shaft (shaft) 1 is an electromagnetic clutch 5
When the power is turned on / off, the electric power becomes free at some times and is connected to the rotor 8 at some times to generate output torque. The front bearing 2 and the rear bearing 7 support the shaft 1.

【0005】前軸受2は前フランジ3に固定してあり、
また、後軸受7は後フランジ6に固定してある。
The front bearing 2 is fixed to the front flange 3,
The rear bearing 7 is fixed to the rear flange 6.

【0006】固定子(ステータ)4は回転子8と共に電
磁式モータを構成し、該固定子4はコイル16,17を
配し回転磁界または移動磁界を発生して回転間隙13を
介して回転子8を回転駆動する。
The stator (stator) 4 constitutes an electromagnetic motor together with the rotor 8, and the stator 4 has coils 16 and 17 arranged therein to generate a rotating magnetic field or a moving magnetic field to rotate the rotor through a rotating gap 13. 8 is driven to rotate.

【0007】回転子間座9には、固定子4の回転磁界ま
たは移動磁界に作用して回転する回転子(コア)8を固
定してあり、内径部はシャフト1に隙間14で軸方向に
移動可能で嵌装している。また、回転子間座9には第1
クラッチ片10が固定してある。
A rotor (core) 8 which is rotated by acting on a rotating magnetic field or a moving magnetic field of the stator 4 is fixed to the rotor spacer 9, and an inner diameter portion is axially formed in the shaft 1 with a gap 14 therebetween. It is movable and fitted. Further, the rotor spacer 9 has a first
The clutch piece 10 is fixed.

【0008】該第1クラッチ片10と結合・分離する第
2クラッチ片11は、シャフト1に圧入固定してある。
第1クラッチ片10と第2クラッチ片11の間には、復
帰用スプリング12が配置してある。
The second clutch piece 11, which is connected to and disengaged from the first clutch piece 10, is press-fitted and fixed to the shaft 1.
A return spring 12 is arranged between the first clutch piece 10 and the second clutch piece 11.

【0009】また、第1クラッチ片10と第2クラッチ
片11の結合・分離を操作する電磁コイル20は、電磁
クラッチ5に設けられる。
An electromagnetic coil 20 for operating connection / disconnection of the first clutch piece 10 and the second clutch piece 11 is provided in the electromagnetic clutch 5.

【0010】13は固定子4と回転子8間の回転隙間で
あり、15は第1、第2クラッチ片の離間した時のクラ
ッチ隙間である。図9のA部は、モータ外径φ35(m
m)のコンデンサ型シンクロナスモータ「日本パルスモ
ータ(株)製PTM−24M」相当品のモータ部であ
る。回転子8は外径φ16(mm)でNS24極のフェ
ライトロータである。このモータのAC100V用を例
にすると50/60(HZ)で出力トルクは120/1
25(g−cm)である。このモータの無励磁ディテン
トトルク(保持トルク)は、25(g−cm)であり、
電磁クラッチ5をONした時のみシャフト1に現れる。
モータコイル通電OFF、電磁クラッチコイル通電OF
F時のシャフトフリートルクは、シャフト1の摩擦トル
クのみとなり、約3(g−cm)である。
Reference numeral 13 is a rotation gap between the stator 4 and the rotor 8, and 15 is a clutch gap when the first and second clutch pieces are separated. The portion A in FIG. 9 has a motor outer diameter of φ35 (m
m) A motor part of a capacitor type synchronous motor "PTM-24M manufactured by Nippon Pulse Motor Co., Ltd." The rotor 8 is a ferrite rotor having an outer diameter φ16 (mm) and NS24 poles. Taking the AC100V of this motor as an example, the output torque is 120/1 at 50/60 (HZ).
It is 25 (g-cm). The non-excitation detent torque (holding torque) of this motor is 25 (g-cm),
It appears on the shaft 1 only when the electromagnetic clutch 5 is turned on.
Motor coil energization OFF, electromagnetic clutch coil energization OF
The shaft free torque at the time of F is only the friction torque of the shaft 1 and is about 3 (g-cm).

【0011】シンクロナスモータの固定子ならびに歯極
構造は、従来公知のものである。
The stator and tooth pole structure of the synchronous motor are conventionally known.

【0012】電磁クラッチ5の固定子内径部は、図9の
ように断面L字状の一対のリングになっており、磁気回
路上、電磁クラッチ5の固定子右磁極は第2クラッチ片
11とラップしてエッジを一致させているが、第1クラ
ッチ片10は、電磁クラッチ5の固定子左磁極に対して
左に寸法Cだけエッジをずらして配置してある。このよ
うな構造にすることによって、電磁クラッチ5の固定子
のコイル20に通電した時に、第2クラッチ片11、つ
まり一体となっているシャフト1は軸方向移動せず、第
1クラッチ片10、つまり回転子8のみが軸方向右方へ
移動し、回転子8とシャフト1が連結する。このよう
に、モータ内で回転子が移動するだけで、モータ外見上
シャフト1の移動は生じない。
The inner diameter portion of the stator of the electromagnetic clutch 5 is a pair of rings having an L-shaped cross section as shown in FIG. 9, and in the magnetic circuit, the right magnetic pole of the stator of the electromagnetic clutch 5 is the second clutch piece 11. Although the edges are aligned by wrapping, the first clutch piece 10 is arranged with the edge shifted by a dimension C to the left with respect to the left magnetic pole of the stator of the electromagnetic clutch 5. With such a structure, when the coil 20 of the stator of the electromagnetic clutch 5 is energized, the second clutch piece 11, that is, the integrated shaft 1 does not move in the axial direction, and the first clutch piece 10, That is, only the rotor 8 moves to the right in the axial direction, and the rotor 8 and the shaft 1 are connected. In this way, only the rotor moves inside the motor, and the shaft 1 does not move apparently in the motor.

【0013】電磁クラッチコイルの通電は、交流、直流
どちらでも良い。
The electromagnetic clutch coil may be energized by alternating current or direct current.

【0014】このような構成で、モータコイルの通電O
N/OFF、正逆転ON/OFF、電磁クラッチON/
OFFの組み合わせを選択すれば、以下の6通りの機能
を選択使用することが可能となる。
With such a structure, the energization of the motor coil O
N / OFF, forward / reverse ON / OFF, electromagnetic clutch ON /
If the OFF combination is selected, the following six functions can be selectively used.

【0015】(A) モータ無通電、電磁クラッチOFF モータシャフトはフリーとなり、シャフトは正逆転に軽
く回せる。
(A) Motor non-energized, electromagnetic clutch OFF Motor shaft is free, and the shaft can be easily rotated forward and reverse.

【0016】(B) モータ通電、正回転、電磁クラッチ
OFF モータの回転子はシャフトの周りを空転し、出力トルク
はシャフトに現れない。モータシャフトはフリーに近
い。
(B) Motor energization, forward rotation, electromagnetic clutch OFF The rotor of the motor idles around the shaft, and no output torque appears on the shaft. The motor shaft is almost free.

【0017】(C) モータ通電、逆回転、電磁クラッチ
OFF モータの回転子はシャフトの周りを空転し、出力トルク
はシャフトに現れない。モータシャフトはフリーに近
い。
(C) Motor energization, reverse rotation, electromagnetic clutch OFF The rotor of the motor idles around the shaft, and no output torque appears on the shaft. The motor shaft is almost free.

【0018】(D) モータ無通電、電磁クラッチON モータの回転子は、電磁クラッチによりシャフトと結合
する。
(D) Motor not energized, electromagnetic clutch on The rotor of the motor is connected to the shaft by an electromagnetic clutch.

【0019】モータシャフトにはディテントトルク(無
励磁保持トルク)が現れ、正逆転が重くなる。ブレーキ
として用いることができる。
Detent torque (non-excitation holding torque) appears on the motor shaft, and the forward and reverse rotation becomes heavy. It can be used as a brake.

【0020】(E) モータ通電、正回転、電磁クラッチ
ON モータの回転子は、シャフトと結合して回転する。
(E) Motor energization, forward rotation, electromagnetic clutch ON The rotor of the motor rotates in combination with the shaft.

【0021】モータ正常正転トルクがシャフトに現れ
る。
Normal motor normal rotation torque appears on the shaft.

【0022】(F) モータ通電、逆回転、電磁クラッチ
ON モータの回転子は、シャフトと結合して回転する。
(F) Motor energization, reverse rotation, electromagnetic clutch ON The rotor of the motor rotates in combination with the shaft.

【0023】モータ正常逆転トルクがシャフトに現れ
る。
Normal motor reverse torque appears on the shaft.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、「特開平5
−244748」の改良に係り、上記の(A)の状態の
シャフトフリートルクを低減することを目的とする。
DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention
-244748 ", and an object thereof is to reduce the shaft free torque in the above state (A).

【0025】また、別の目的は、静かで、安定動作し、
効率の良い電磁クラッチを提供することにある。
Another object is that the operation is quiet and stable,
It is to provide an efficient electromagnetic clutch.

【0026】従来技術で示した例と同じ構造を持つ、よ
り大型のコンデンサ型シンクロナスモータ「PTM−2
4H」で実施した例を示すと、モータ発生トルク240
(g−cm)、ディテントトルク60(g−cm)、最
大シャフトフリートルク24(g−cm)であった。大
型のモータであればマグネットの磁力が強くシャフトフ
リートルクを低下させかつ安定化させることが困難であ
ることが判った。
A larger capacitor type synchronous motor "PTM-2" having the same structure as the example shown in the prior art.
4H ”, the motor generated torque is 240
(G-cm), detent torque 60 (g-cm), and maximum shaft free torque 24 (g-cm). It has been found that in the case of a large motor, the magnetic force of the magnet is strong and it is difficult to reduce and stabilize the shaft free torque.

【0027】また、上記「PTM−24H」の実施例
で、電磁クラッチコイルをAC100V仕様とし、電源
AC100Vを電磁クラッチコイルに直接接続した時に
クラッチの吸引力が弱い、クラッチ片相互のすべり抗力
が弱いという問題点や、通電時にクラッチから騒音が発
生するという問題点が生じた。
In the above-mentioned "PTM-24H" embodiment, when the electromagnetic clutch coil is AC100V specification and the power source AC100V is directly connected to the electromagnetic clutch coil, the attraction force of the clutch is weak and the slip resistance between the clutch pieces is weak. And the problem that noise is generated from the clutch during energization.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するため、請求項1の電磁クラッチ内蔵モータでは
固定子および該固定子側の軸受に軸方向不移動に支承さ
れた回転軸を有する回転子からなるモータ部と、回転軸
にスラスト移動可能に支承された出力駆動部材と、回転
軸に固定された第1クラッチ片、出力駆動部材に固定さ
れて第1クラッチ片に対向配設された第2クラッチ片お
よび第1クラッチ片に対して第2クラッチ片を吸引結合
させるための電磁コイルを有するクラッチ固定子からな
る電磁クラッチ部と、を備え、該電磁クラッチ部の第1
および第2クラッチ片は、相互の対向面上に等角度間隔
をおいて半径方向に延びる複数本の凹溝が形成された同
一リング形状の強磁性体であることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides an electromagnetic clutch built-in motor according to claim 1 in which a rotating shaft supported by a stator and a bearing on the side of the stator so as not to move in the axial direction. A motor section including a rotor having a rotor, an output drive member rotatably supported on a rotary shaft, a first clutch piece fixed to the rotary shaft, and an output drive member fixed to the output drive member to face the first clutch piece. An electromagnetic clutch section comprising a clutch stator having an electromagnetic coil for attracting and coupling the second clutch piece to the installed second clutch piece and the first clutch piece; and
The second clutch piece is a ferromagnetic material having the same ring shape, in which a plurality of concave grooves extending in the radial direction at equal angular intervals are formed on the surfaces facing each other.

【0029】請求項2の電磁クラッチ内蔵モータでは、
請求項1において前記モータ部は、直流電源を用いるパ
ルスモータであり、前記電磁クラッチ部は、該パルスモ
ータの直流電源を用いるものであることを特徴とする。
In the electromagnetic clutch built-in motor of claim 2,
In claim 1, the motor unit is a pulse motor using a DC power supply, and the electromagnetic clutch unit uses a DC power supply of the pulse motor.

【0030】請求項3の電磁クラッチ内蔵モータでは、
請求項1において前記モータ部は、交流電源を用いるシ
ンクロナスモータであり、前記電磁クラッチ部は、その
電磁コイルに上記交流電源電圧から整流された電圧を印
加するものであることを特徴とする。
In the electromagnetic clutch built-in motor of claim 3,
In claim 1, the motor unit is a synchronous motor using an AC power supply, and the electromagnetic clutch unit applies a voltage rectified from the AC power supply voltage to its electromagnetic coil.

【0031】請求項4の電磁クラッチ内蔵モータでは、
請求項1または請求項2および3において前記出力駆動
部材と前記第1クラッチ片との間にコイルスプリングが
弾発介装されており、前記クラッチ固定子側に出力駆動
部材の抜け止め用ストッパーが設けられていることを特
徴とする。
In the electromagnetic clutch built-in motor of claim 4,
A coil spring is elastically interposed between the output drive member and the first clutch piece, and a stopper for preventing the output drive member from coming off is provided on the clutch stator side. It is characterized by being provided.

【0032】請求項5の電磁クラッチ内蔵モータでは、
請求項1または請求項2および3において前記出力駆動
部材と前記第1クラッチ片との間にコイルスプリングが
弾発介装されており、前記回転軸側に出力駆動部材の抜
け止め用ストッパーが設けられていることを特徴とす
る。
In the electromagnetic clutch built-in motor of claim 5,
A coil spring is elastically interposed between the output drive member and the first clutch piece, and a stopper for preventing the output drive member from coming off is provided on the rotary shaft side. It is characterized by being.

【0033】[0033]

【作用】モータ出力軸に固着した第1クラッチ片とこれ
と対向する第2クラッチ片があり、第2クラッチ片には
ピニオンギヤ等の出力駆動部材が固着しており、出力駆
動部材は、内径部が出力軸に対し移動可能に嵌装してい
る。
There is a first clutch piece fixed to the motor output shaft and a second clutch piece opposed to the first clutch piece. An output drive member such as a pinion gear is fixed to the second clutch piece, and the output drive member has an inner diameter portion. Is movably fitted to the output shaft.

【0034】第1、第2クラッチ片は、非通電時はスプ
リングの弾発力により非接触となっており、クラッチの
励磁コイルの通電による磁気力でスプリングの弾発力に
抗し吸着し、結合する。
The first and second clutch pieces are not in contact with each other due to the elastic force of the spring when not energized, and are attracted against the elastic force of the spring by the magnetic force due to the energization of the exciting coil of the clutch. Join.

【0035】出力駆動部材に対しては、ストッパーを適
所に設け、抜け落ちない構造としている。
With respect to the output driving member, stoppers are provided at appropriate places to prevent the output driving member from falling off.

【0036】本発明者の研究によれば、電磁クラッチの
コイルに交流を全波整流ブリッジを介して与えると、整
流後の電圧波形と電磁クラッチのコイルに流れる電流波
形は大幅に異なる。全波整流電圧の負荷が電磁誘導コイ
ルであることから、電流がつながり約50%の平滑直流
電流をコイルに流すことができる。通常の全波整流で用
いる平滑コンデンサを削除することも可能である。全波
整流電圧を印加することによりクラッチの吸引力を増加
させ、騒音を低下させることが可能となる。
According to the research conducted by the present inventor, when an alternating current is applied to a coil of an electromagnetic clutch through a full-wave rectification bridge, a rectified voltage waveform and a current waveform flowing in the electromagnetic clutch coil are significantly different. Since the load of the full-wave rectified voltage is the electromagnetic induction coil, a current is connected and a smooth DC current of about 50% can be passed through the coil. It is also possible to eliminate the smoothing capacitor used for normal full-wave rectification. By applying the full-wave rectified voltage, it is possible to increase the attractive force of the clutch and reduce the noise.

【0037】クラッチの構造は、対向する2つのクラッ
チ片をそれぞれリング状にし、対向面を同形状として複
数の溝を設け、磁気的安定点を作ることで滑りにくい結
合力の強いクラッチを実現する。
The structure of the clutch is such that the two clutch pieces facing each other are formed in a ring shape, the facing surfaces are formed in the same shape and a plurality of grooves are provided, and a magnetically stable point is formed to realize a clutch having a strong coupling force that is hard to slip. .

【0038】[0038]

【実施例】以下に図1乃至図8を参照して本発明の実施
例について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0039】(第一実施例)図1の電磁クラッチ内蔵モ
ータは本発明の一実施例であるが、右部分のモータ部A
と左部分のクラッチ部Bとに分けられる。
(First Embodiment) The motor with a built-in electromagnetic clutch shown in FIG. 1 is an embodiment of the present invention.
And a clutch portion B on the left side.

【0040】まずモータ部Aについて説明する。シャフ
ト1は前軸受2と後軸受7とで支承される。さらに、前
軸受2はフランジ48に固定され、後軸受7はフランジ
6に固定されている。回転子(ロータ)間座9は、シャ
フト1に圧入固定され、回転子(ロータコア)8は回転
子間座9に接着固定される。また、回転子8を回転させ
る固定子21はコイル16、コイル17を有する。
First, the motor section A will be described. The shaft 1 is supported by a front bearing 2 and a rear bearing 7. Further, the front bearing 2 is fixed to the flange 48, and the rear bearing 7 is fixed to the flange 6. The rotor (rotor) spacer 9 is press-fitted and fixed to the shaft 1, and the rotor (rotor core) 8 is adhesively fixed to the rotor spacer 9. The stator 21 that rotates the rotor 8 has a coil 16 and a coil 17.

【0041】クラッチ部Bでは、第1クラッチ片10は
クラッチ間座29に、クラッチ間座29はシャフト1に
それぞれ圧入固定されている。第2クラッチ片11には
ピニオンギヤ等の出力駆動部材44が圧入固定してあ
り、シャフト1に対し軸方向に移動可能に嵌装されてい
る。出力駆動部材44は、ストッパー45を介してフラ
ンジ3に固定されたハウジング46に当接し、抜け落ち
ないようになっている。第1クラッチ片10と第2クラ
ッチ片11は、電磁クラッチ31のコイル34に通電し
ない時は、復帰用スプリング12の弾発力により離間し
て非接触の状態にある。電磁クラッチ31のコイル34
に通電することにより、電磁クラッチ固定子22と第1
クラッチ片10、第2クラッチ片11の間に磁気回路が
生じ、移動可能な第2クラッチ片11が第1クラッチ片
に吸着し、結果としてモータ出力トルクは出力駆動部材
44に伝達される。
In the clutch portion B, the first clutch piece 10 is press-fitted and fixed to the clutch spacer 29, and the clutch spacer 29 is press-fitted and fixed to the shaft 1. An output drive member 44 such as a pinion gear is press-fitted and fixed to the second clutch piece 11, and is fitted to the shaft 1 so as to be movable in the axial direction. The output drive member 44 contacts the housing 46 fixed to the flange 3 via the stopper 45 so as not to fall off. When the coil 34 of the electromagnetic clutch 31 is not energized, the first clutch piece 10 and the second clutch piece 11 are separated from each other by the elastic force of the return spring 12 and are in a non-contact state. Coil 34 of electromagnetic clutch 31
The electromagnetic clutch stator 22 and the first
A magnetic circuit is generated between the clutch piece 10 and the second clutch piece 11, the movable second clutch piece 11 is attracted to the first clutch piece, and as a result, the motor output torque is transmitted to the output drive member 44.

【0042】モータ用コイル16,17と電磁クラッチ
31のコイル34に通電されない時には、シャフトにか
かるトルクはシャフトフリートルクである。従来例では
図9に示される通り、この状態でシャフトを回転させる
と、復帰用スプリング12は第2クラッチ片11と、回
転子8と第1クラッチ片10を抱えた回転子間座9を逆
方向に押し付け、これが摩擦力となってトルクが発生す
る。本発明では、図1に示されるようにモータ部Aとク
ラッチ部Bとが機構的に分離されており、復帰用スプリ
ング12はシャフト1に圧入固定しているクラッチ間座
29と出力駆動部材44とを逆方向に押し付け、結果と
して主にストッパー45と出力駆動部材44との間に摩
擦力がかかる。従来例に比べスプリングの弾発力が弱く
て済むのと、機構的に摩擦箇所が限定されるため、シャ
フトフリートルクが小さく抑えられた。
When the motor coils 16 and 17 and the coil 34 of the electromagnetic clutch 31 are not energized, the torque applied to the shaft is shaft free torque. In the conventional example, as shown in FIG. 9, when the shaft is rotated in this state, the return spring 12 reverses the second clutch piece 11 and the rotor spacer 9 holding the rotor 8 and the first clutch piece 10. It is pressed in the direction, and this becomes a frictional force to generate torque. In the present invention, as shown in FIG. 1, the motor portion A and the clutch portion B are mechanically separated, and the return spring 12 is press-fitted and fixed to the shaft 1 by the clutch spacer 29 and the output drive member 44. And are pressed in opposite directions, and as a result, a frictional force is mainly applied between the stopper 45 and the output drive member 44. Compared with the conventional example, the elastic force of the spring can be weaker and the friction points are mechanically limited, so the shaft free torque was suppressed to a small value.

【0043】図5にクラッチ片10,11の形状の一実
施例を示す。第1クラッチ片10と第2クラッチ片11
の対向する面の形状は、同じものである。
FIG. 5 shows an embodiment of the shapes of the clutch pieces 10 and 11. First clutch piece 10 and second clutch piece 11
The shapes of the surfaces facing each other are the same.

【0044】クラッチ片10,11の材質は、残留磁気
の少ない強磁性材料で、リング状のものに放射方向に当
角度間隔に複数本の凹溝41を設けている。溝幅は一定
の寸法で扇面状部40より狭く、対向するクラッチ片1
0,11の扇面状部40が一方の凹溝41にはまらない
ようにしてある。
The material of the clutch pieces 10 and 11 is a ferromagnetic material having a small residual magnetism, and a plurality of concave grooves 41 are provided in the ring shape at the same angular intervals in the radial direction. The width of the groove is constant and narrower than that of the fan-shaped portion 40.
The 0- and 11-shaped fan-shaped portions 40 are not fitted in the one concave groove 41.

【0045】クラッチ部では磁気回路が、図6のように
形成される。
In the clutch portion, a magnetic circuit is formed as shown in FIG.

【0046】図6のように磁気回路を構成すれば、磁気
抵抗を低下させることができ、小電力で復帰用スプリン
グ12に抗して第2クラッチ片11を第1クラッチ片1
0側に吸引することが可能となる。
If the magnetic circuit is constructed as shown in FIG. 6, the magnetic resistance can be reduced, and the second clutch piece 11 can be connected to the first clutch piece 1 against the return spring 12 with a small electric power.
It becomes possible to suck to the 0 side.

【0047】電磁クラッチの構造について、さらに説明
を加える。クラッチ片10,11を図5の構造とし、図
6のように磁気回路を構成すると、電磁クラッチ31の
コイル34を通電したことによる磁束は、図6の矢印の
ように流れる。
The structure of the electromagnetic clutch will be further described. When the clutch pieces 10 and 11 have the structure shown in FIG. 5 and the magnetic circuit is configured as shown in FIG. 6, the magnetic flux generated by energizing the coil 34 of the electromagnetic clutch 31 flows as shown by the arrow in FIG.

【0048】この磁束は、第2クラッチ片11の外周か
ら入り、扇面状部40の対向面を通って第1クラッチ片
10の外周に抜ける。クラッチ片10,11相互の扇面
状部40が対向している時(図7(A))は、最も磁気
抵抗が低く、磁束φは最大である。この時の回転すべり
防止力(ブレーキ力)TB は図8で示すTF で扇面の面
積と、その摩擦係数とクラッチ片10,11の平均回転
半径の積となる。この値は低い。
This magnetic flux enters from the outer circumference of the second clutch piece 11, passes through the facing surface of the fan-shaped portion 40, and escapes to the outer circumference of the first clutch piece 10. When the fan-shaped portions 40 of the clutch pieces 10 and 11 face each other (FIG. 7A), the magnetic resistance is lowest and the magnetic flux φ is maximum. The rotational slip prevention force (brake force) T B at this time is T F shown in FIG. 8, which is the product of the area of the fan surface, its friction coefficient, and the average turning radius of the clutch pieces 10, 11. This value is low.

【0049】これに対し、クラッチ片10,11に図5
で示す凹溝41を設けることにより可変磁気抵抗型パル
スモータの動作原理と同様の磁気安定復原力を利用する
ことが可能となる。図7(A)では、この磁気安定復原
力はゼロである。図7(A)の状態から外力トルクをか
け、クラッチ片10,11の一方を回転方向にずらすと
図8に示す磁気安定力によるトルクTM が発生する。ク
ラッチ片10,11の凹溝41と凹溝41、いいかえれ
ば扇面状部40と扇面状部40が完全に対向した角度が
0度で、図5に示したような4つの溝をもったクラッチ
片10,11の場合、図7(B)に示す45度ずらした
角度で該磁気安定復原力によるトルクTB は最大とな
る。
On the other hand, the clutch pieces 10 and 11 shown in FIG.
By providing the concave groove 41 shown by, it is possible to utilize the magnetic stability restoring force similar to the operating principle of the variable reluctance type pulse motor. In FIG. 7A, this magnetic stability restoring force is zero. When external force torque is applied from the state of FIG. 7A and one of the clutch pieces 10 and 11 is displaced in the rotational direction, the torque T M due to the magnetic stabilizing force shown in FIG. 8 is generated. A clutch having four grooves as shown in FIG. 5, in which the concave groove 41 and the concave groove 41 of the clutch pieces 10 and 11, that is, the fan-shaped portion 40 and the fan-shaped portion 40 are completely opposed to each other at an angle of 0 degree. In the case of the pieces 10 and 11, the torque T B due to the magnetic stable restoring force becomes maximum at the angle shifted by 45 degrees shown in FIG. 7 (B).

【0050】クラッチ片外径20(mm)の例で、溝の
ない場合のブレーキトルクは100(g−cm)、4つ
の溝を設けると350(g−cm)にすることができ
た。
In the example of the outer diameter of the clutch piece of 20 (mm), the brake torque without the groove was 100 (g-cm), and when the four grooves were provided, it could be 350 (g-cm).

【0051】次に、電磁クラッチ用電源について説明す
る。
Next, the power source for the electromagnetic clutch will be described.

【0052】この電源には直流電源が適している。従っ
て、電磁クラッチ内蔵モータのモータ部Aが、パルスモ
ータ等の直流電源を用いるモータであれば該直流電源を
電磁クラッチ用にも用いることができる。しかし、モー
タ部Aがシンクロナスモータ等の交流用モータである場
合には、交流電源をもとに好適な直流電源を作る。一実
施例を図3に示す。図3でモータ部Aと共通の交流電源
は、電磁クラッチへの供給をオンオフする操作スイッチ
33を介し、ダイオードブリッジ38で整流され、整流
された電圧が電磁クラッチ31のコイル34に印加され
る。
A DC power supply is suitable for this power supply. Therefore, if the motor unit A of the electromagnetic clutch built-in motor is a motor that uses a DC power source such as a pulse motor, the DC power source can be used for the electromagnetic clutch. However, when the motor unit A is an AC motor such as a synchronous motor, a suitable DC power supply is produced based on the AC power supply. One example is shown in FIG. In FIG. 3, the AC power supply common to the motor unit A is rectified by the diode bridge 38 via the operation switch 33 for turning on / off the supply to the electromagnetic clutch, and the rectified voltage is applied to the coil 34 of the electromagnetic clutch 31.

【0053】本発明者の研究によれば、図3の結線で、
ダイオードブリッジ38で整流後の電圧波形と電磁クラ
ッチ31のコイル34に流れる電流波形は大幅に異なる
ことが判った。図4(B)にダイオードブリッジ38で
整流後の電圧波形、図4(A)に電磁クラッチ31のコ
イル34に流れる電流波形を示す。
According to the research conducted by the present inventor, the connection shown in FIG.
It was found that the voltage waveform after rectification by the diode bridge 38 and the waveform of the current flowing through the coil 34 of the electromagnetic clutch 31 are significantly different. FIG. 4B shows a voltage waveform after rectification by the diode bridge 38, and FIG. 4A shows a current waveform flowing in the coil 34 of the electromagnetic clutch 31.

【0054】図3で、全波整流電圧の負荷が電磁誘導コ
イルであることより、コイル電流としては約50%の平
滑直流電流が流れることが判明した。本発明において
は、通常の全波整流で用いる平滑用コンデンサを削除す
ることも可能である。
In FIG. 3, it was found that a smooth DC current of about 50% flows as the coil current because the load of the full-wave rectified voltage is the electromagnetic induction coil. In the present invention, it is possible to eliminate the smoothing capacitor used for normal full-wave rectification.

【0055】以上の措置を行えば、電磁クラッチより発
生する交流の騒音、振動を防止できクラッチの磁気吸引
力を向上させることが可能である。
By taking the above measures, it is possible to prevent the AC noise and vibration generated from the electromagnetic clutch and improve the magnetic attraction force of the clutch.

【0056】(第二実施例)図2に、電磁クラッチ内蔵
モータの第二実施例を示す。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows a second embodiment of the electromagnetic clutch built-in motor.

【0057】基本的には、第一実施例の電磁クラッチ内
蔵モータと構造が同じであり、同じ番号が付与されてい
る部品は、同じ構造と働きをもつため説明を省略する。
Basically, the structure is the same as that of the electromagnetic clutch built-in motor of the first embodiment, and the parts to which the same numbers are given have the same structure and function, so that the description thereof will be omitted.

【0058】図2では、出力駆動部材44をシャフト1
に軸方向に移動可能に嵌装し、出力駆動部材44の抜け
止めにストッパー47をシャフト1に圧入固定してお
り、この点が図1の実施例と異なる。
In FIG. 2, the output drive member 44 is connected to the shaft 1
It is fitted in the shaft 1 so as to be movable in the axial direction, and a stopper 47 is press-fitted and fixed to the shaft 1 to prevent the output drive member 44 from coming off. This point is different from the embodiment of FIG.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上のように、電磁クラッチ内蔵モータ
を構成すれば、モータ無通電でクラッチOFF時のシャ
フトフリートルクを数g−cmに抑えることができる。
As described above, by constructing the electromagnetic clutch built-in motor, the shaft free torque when the clutch is off can be suppressed to a few g-cm when the motor is not energized.

【0060】また、電磁クラッチの吸引力を向上させる
と共に、クラッチ片相互の回転すべり防止力を向上させ
ることができる。
Further, the attraction force of the electromagnetic clutch can be improved, and the rotation slip prevention force between the clutch pieces can be improved.

【0061】低価格の電磁クラッチ内蔵モータを提供す
ることができる。
It is possible to provide a low-priced electromagnetic clutch built-in motor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一実施例の電磁クラッチ内蔵モータ
の一部断面側面図。
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view of a motor with a built-in electromagnetic clutch according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二実施例の電磁クラッチ内蔵モータ
の一部断面側面図。
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view of a motor with a built-in electromagnetic clutch according to a second embodiment of the present invention.

【図3】電磁クラッチ部のコイルへの電源部の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a power supply unit for a coil of an electromagnetic clutch unit.

【図4】電磁クラッチ部のコイルに流れる電流波形
(A)とダイオードブリッジ整流後の電圧波形。
FIG. 4 shows a current waveform (A) flowing in a coil of the electromagnetic clutch and a voltage waveform after diode bridge rectification.

【図5】クラッチ片の形状の一実施例の斜視図。FIG. 5 is a perspective view of an example of the shape of a clutch piece.

【図6】電磁クラッチ部の磁気回路図。FIG. 6 is a magnetic circuit diagram of an electromagnetic clutch unit.

【図7】クラッチ片の吸着状態の断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of a clutch piece in a suctioned state.

【図8】クラッチ片の吸着状態の回転すべり防止力の角
度依存性。
FIG. 8 is an angle dependency of a rotation slip prevention force in a suction state of a clutch piece.

【図9】コンデンサ型シンクロナスモータを用いた従来
例の電磁クラッチ内蔵モータの一部断面側面図。
FIG. 9 is a partial cross-sectional side view of a conventional electromagnetic clutch built-in motor using a capacitor type synchronous motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シャフト 2…前軸受 3,6,48…フランジ 4…固定子 5,31…電磁クラッチ 7…後軸受 8…回転子 9…回転子間
座 10…第1クラッチ片 11…第2ク
ラッチ片 12…復帰用スプリング 13…隙間
(回転子−固定子) 14…隙間(シャフト−回転子間座) 15…隙間
(クラッチ片間) 16,17…コイル(モータ用) 20,34…コイル(電磁クラッチ用) 21…固定子
(モータ用) 22…固定子(電磁クラッチ用) 29…クラッ
チ間座 44…出力駆動部材 45,47…
ストッパー 46…ハウジング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shaft 2 ... Front bearing 3,6,48 ... Flange 4 ... Stator 5,31 ... Electromagnetic clutch 7 ... Rear bearing 8 ... Rotor 9 ... Rotor spacer 10 ... 1st clutch piece 11 ... 2nd clutch piece 12 ... Returning spring 13 ... Gap (rotor-stator) 14 ... Gap (shaft-rotor spacer) 15 ... Gap (between clutch pieces) 16, 17 ... Coil (for motor) 20, 34 ... Coil (electromagnetic) Clutch) 21 ... Stator (for motor) 22 ... Stator (for electromagnetic clutch) 29 ... Clutch spacer 44 ... Output drive member 45, 47 ...
Stopper 46 ... Housing

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固定子および該固定子側の軸受に軸方向不
移動に支承された回転軸を有する回転子からなるモータ
部と、回転軸にスラスト移動可能に支承された出力駆動
部材と、回転軸に固定された第1クラッチ片、出力駆動
部材に固定されて第1クラッチ片に対向配設された第2
クラッチ片および第1クラッチ片に対して第2クラッチ
片を吸引結合させるための電磁コイルを有するクラッチ
固定子からなる電磁クラッチ部と、を備え、該電磁クラ
ッチ部の第1および第2クラッチ片は、相互の対向面上
に等角度間隔をおいて半径方向に延びる複数本の凹溝が
形成された同一リング形状の強磁性体であることを特徴
とする電磁クラッチ内蔵モータ。
1. A motor unit comprising a rotor and a rotor having a rotating shaft axially immovably supported by a bearing on the side of the stator, and an output drive member supported by the rotating shaft so as to be thrust movable. A first clutch piece fixed to the rotating shaft, and a second clutch piece fixed to the output driving member and opposed to the first clutch piece.
An electromagnetic clutch unit including a clutch stator having an electromagnetic coil for attracting and coupling the second clutch piece to the clutch piece and the first clutch piece; and the first and second clutch pieces of the electromagnetic clutch section. An electromagnetic clutch built-in motor, which is a ferromagnetic material having the same ring shape, in which a plurality of concave grooves extending in the radial direction at equal angular intervals are formed on mutually opposing surfaces.
【請求項2】前記モータ部は、直流電源を用いるパルス
モータであり、前記電磁クラッチ部は、該パルスモータ
の直流電源を用いるものであることを特徴とする請求項
1に記載の電磁クラッチ内蔵モータ。
2. The built-in electromagnetic clutch according to claim 1, wherein the motor section is a pulse motor using a DC power source, and the electromagnetic clutch section uses a DC power source of the pulse motor. motor.
【請求項3】前記モータ部は、交流電源を用いるシンク
ロナスモータであり、前記電磁クラッチ部は、その電磁
コイルに上記交流電源電圧から整流された電圧を印加す
るものであることを特徴とする請求項1に記載の電磁ク
ラッチ内蔵モータ。
3. The motor unit is a synchronous motor using an AC power supply, and the electromagnetic clutch unit applies a voltage rectified from the AC power supply voltage to its electromagnetic coil. The electromagnetic clutch built-in motor according to claim 1.
【請求項4】前記出力駆動部材と前記第1クラッチ片と
の間にコイルスプリングが弾発介装されており、前記ク
ラッチ固定子側に出力駆動部材の抜け止め用ストッパー
が設けられていることを特徴とする請求項1または請求
項2および3に記載の電磁クラッチ内蔵モータ。
4. A coil spring is elastically interposed between the output drive member and the first clutch piece, and a stopper for retaining the output drive member is provided on the clutch stator side. The electromagnetic clutch built-in motor according to claim 1 or claim 2 or 3, characterized in that.
【請求項5】前記出力駆動部材と前記第1クラッチ片と
の間にコイルスプリングが弾発介装されており、前記回
転軸側に出力駆動部材の抜け止め用ストッパーが設けら
れていることを特徴とする請求項1または請求項2およ
び3に記載の電磁クラッチ内蔵モータ。
5. A coil spring is elastically interposed between the output drive member and the first clutch piece, and a stopper for preventing the output drive member from coming off is provided on the rotary shaft side. The motor with a built-in electromagnetic clutch according to claim 1 or claims 2 and 3.
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