JPS58146736A - 電磁スプリングクラツチ・ブレ−キ - Google Patents

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】 この発明は、トルク伝達と、トルクしゃ断時の制動にコ
イルスプリングを使用する所謂電磁スプリングクラッチ
・ブレーキに関するものである。

コイルスプリングによる巻締力を利用し、人力回転部材
から出力回転部材にトルクを伝達する電磁スプリングク
ラッチは、周知のように、近年各種機器の動力伝達系に
多く使用されている。

ところで、コイル状クラッチスプリングの巻締によりト
ルクを伝達している状態からクラッチスプリングの巻締
なゆるめれば、瞬時にトルクの伝達がしゃ断されるもの
の、機器によっては出力回転部材が慣性で空転を続ける
ことがある。

このような出力回転部材の空転が必要であれば問題はな
いが、例えば、電子複写機、各種コンピュータとその周
辺機器その他オフィスオートメーション機器類等、トル
ク伝達しゃ断と同時に出力回転部材も停止する必要があ
る機器等においては、出力回転部材を瞬時に停止できる
ようにしなければならない。

そこで、クラッチスプリングを開放した瞬間に作動する
ブレーキが設けられることになる。

従来のブレーキとしては、併設ソレノイドによる強制ロ
ック方式あるいは出力回転部材への摩擦板圧接方式、ま
たは出力回転部材に固着したディスクに固定部材側に支
持した電磁石ケ磁気吸着さ鷺る形式などの手段が考えら
れるが、いずれも電磁スプリングクラッチとしての容積
を著しく太きくしてしまう結果をまねき、小形コンパク
ト化が必須の要件となる複写機やコンピュータ関連の機
器等用として採用するには適しない。

備し、さらに、急激な制動に伴うはね返り、即ち、逆転
を防ぐ機能をも具備し、かつ、−軸構造で小形化可能な
電磁スプリングクラッチ・ブレーキを提供するもので、
出力回転部材と入力回転部材とフィールドコアとを同一
軸線上配置とし、人力回転部材のボス部への巻締な自在
とした縮径習性をもつコイル状クラッチスプリングの一
端を、出力回転部材側に、また、他端を、前記入力回転
部材と出力回転部材に対して同心支持としたスリーブに
それぞれ掛止する一方、フィールドコア側ＶＣ基端部を
揺動自在に支持し、かつ、前記スリーブの端面方向への
弾発的傾動を自在としたアーマチュアを具備してなり、
アーマチュアと前記スリーブとを相対的結合自在とし、
さら゛に、前記フィールドコアの内極の前面に突設した
同心の環状部の外周面及び出力回転部材の外周面と前記
スリーブとで形成する環状空隙に、出力回転部材への巻
締を自在とした縮径習性をもつコイル状ブレーキスプリ
ングを収納し、このブレーキスプリングの一端を前記ス
リーブに掛止する一方、前記環状部の内周面と、出力回
転部材に形成した環状溝の内周面とに亘り、拡径習性を
もつコイル状逆転防止スプリングを組込んだ点に特徴が
ある。

ついで、この発明の電磁スプリングクラッチ・ブレーキ
を実施例により図面を参照しながら説明する。

第１図にはこの発明の電磁スプリングクラッチ・ブレー
キの実施例を第２図Ｉ−Ｉ線視断面図で、また、第２図
には正面図でそれぞ庇示しである。

図面に示したように、この発明の電磁スプリングクラッ
チ・ブレーキは、出力回転部材となる出力軸ｌを管軸と
し、機器の入力軸（図示しない）に一体回転できるよう
結合する。

出力軸１には軸線方向の中間部に出力ボス２を嵌合し、
溶着等の手段によって一体に固着しである。

さらに、出力軸１には入力回転部材としての入力ハブ′
３を空転自在に同心支持してあり、入カバ５− ブ３には外部駆動源によって回転駆動される伝動部材、
例えば、溝プーリするいは歯車類（いずれも図示しない
）を固着するためのねじ孔４を所定位置に設けてあって
、スナップリング５により抜止め支持しである。

一方、機器への取付により固定部材となるフィールドコ
ア６の内極７の中心孔８に、前記出力軸ｌを空転自在に
挿通しである。

フィールドコア６は前記内極７と、との内極に一体に固
着した外極９と、内極に嵌合固４ｆシたボビン１０と、
ポビン１０に巻いた電磁コイル１１等からなる。

外極９は、第３図に第４図■−■線視断面図で、また、
第４図に正面図で、さらに、第５図に毛面図でそれぞれ
示しであるように、１枚の鋼板をプレス加工した製品で
あって、上下部に互いに宇行する水平部９Ａ、９Ｂと、
これら水平部を継ぐ垂直部９Ｃと、下部水平部９Ｂの先
端から下向きに折曲げた垂壁部９Ｄとを有してなり、垂
直部９Ｃ：には内極７のボス部７Ａの端部な嵌合する孔
１シ２を＝６− 穿設する一方、左右両側部に機器への取付けに使用する
耳状突起１３．１３を形成しである。

前記外極９の垂壁部９Ｄの左右側に偏倚した対称位置に
は、それぞれねじ孔１４．１４を設けである。

ねじ孔１４．１４には第１図及び第２図中に示しである
ように、金属製の、ブツシュ１５をそれぞれビス１６と
スプリングワッシャ１７とにより固定しである。

前記ブツシュ１５．１５は、アーマチュア１８を支持す
る。

アーマチュア１８は、第６図に第７図Ｖｌ−ＶＩ線断断
面図で、また、第７図に正面図で、さらに、第８図に平
面図でそれぞれ示しであるように、下端近くの所定位置
に、前記ブツシュ１５．１５に遊嵌するばか孔１９．１
９を設けてあシ、中心部付近には大きな孔２０を設け、
さらに、上端部左右中心位置には切出成形した突起２１
を設けである。

一方、前記出力回転部材である出力ボス２のボス部２Ａ
及び入力回転部材である入力ハブ３のボス部３Ａとの間
に所定の環状空隙Ｓを形成する内周面２２ａをもったス
リーブ２２を同心に、かつ、空転自在に支持しである。

前記環状空隙Ｓは、前記出方ボス２のフランジ部２Ｂと
、入力ハブ３のフランジ部３Ｂとにスリーブ２２を空転
自在に支持することによって形成され、縮径習性を有す
るコイル状のクラッチスプリング２３を収納する空間と
しである。

スリーブ２２は、第９図に第１０図ＩＸ　−ＩＸＸ線断
断面図示し、第１０図に第９図Ｘ＃４児図で示す一方、
第１　’１図に第９図Ｍ線断図で示し、さらに、第１２
図に第９図■線断図で示しであるように、フランジ部２
２Ａを有し、フランジ部２２□、（でおけるフィールド
コア６に向いた面の直径線上対称位置に凹部２４，２４
を設けである。

凹部２嶋　２４は半径方向の溝であって、−側を傾斜面
２４ａに連続させてあり、前記アーマチュア１８が圧縮
ばね２５に押されて傾動すると、アーマチュア１８の突
起２１が滑り込むように陥入掛合する。

圧縮ばね２５は、ボビン１０の上部左右対称位置に設け
であるばね受２６．２６（一方のみ図示）にそれぞれ基
部を支持してあり、先端部をアーマチュア１日の上部左
右の所定位置に轟接し、常時、アーマチュア１８に、ス
リーブ２２方向への傾動習性を与えている。

一方、前記クラッチスプリング２３は、一端を軸線方向
に折曲げた折曲部２３Ａに、また、他端を半径方向外側
方に折曲げた折曲部２３Ｂに形成しである。

出力ボス２は第１３図に第１４図■−■線断断面図で示
し、第１４図に第１３図Ｘ［Ｖ−ＸＩＶ線視線断爾で示
し、さらに、第１５図に第１３図Ｗ矢視平面図で示しで
あるように、フランジ部２Ｂの直径線方向の相反する位
置に切欠２７）にと２７Ｂを形成してあり、前記クラッ
チスプリング２３の一方の折曲部２３Ａを切欠２７Ａに
掛止しである。

クラッチスプリング２３は他方の折曲部２３Ｂを、前記
スリーブ２２の入力ハブ３寄りの端部に　９− 形成した切欠２８に掛止してあって、縮径習性を与えら
れて装着されているので、スリーブ２２がフリーであれ
ば、入力ハブ３のボス部３Ａの外周面を巻締め、入力ハ
ブ３と出力ボス２とスリーブ２２とを一体に回動させる
機能をもつが、スリーブ２２が回転不能となった状態で
は入力ハブ５０所定方向への回転により、巻締がゆるむ
方向の巻方向としである。

なお、この実施例ではアーマチュア１日をブツシュ１５
とばか孔１９との遊嵌支持とし、圧縮ばね２５によって
スリーブ２２方向に自由端である上端部が近付く傾動習
性を与えであるが、支持構造を、例えばフィールドコア
６とのヒンン結合とすることもある。

また、傾動習性を圧縮ばねによらずに板はねあるいは引
張ばねによって与えたり、流体圧を利用したりすること
もある。

前記クラッチスプリング２３により入力ハブ３のボス部
３Ａを巻締めて出力回転部材である出力軸ｌへのトルク
伝達が可能となるこの発明の″市磁１０− スプリングクラッチ・ブレーキは、アーマチュア１８を
電磁コイル１１への電圧印加にょシフイールドコア６へ
磁気吸引することによって前記入力ハブ３へのクラッチ
スプリング２３の巻締を可能にするが、さらに、トルク
伝達をしゃ断したときの出力軸ｌの瞬時停止を可能にす
る制動機能と、急制動による出力軸１の反転、即ち、逆
方自回Ｃ防止機能とを具有し、これら２機能をいずれも
コイル状のブレーキスプリング２９と、逆転防止スプリ
ング３０とによって確保するようにし、これら２スプリ
ングをコンパクトに内蔵しである点に特徴がある。

ブレーキスプリング２９は、フィールドコア６側に支持
したアーマチュア１８が、解磁によってスリーブ２２方
向に傾動し、スリーブ２２の凹部２４に突起２１が陥入
掛合することによってスリーブ２２の回転を阻止したと
き、慣性で回転を継続しようとする出力軸ｌと一体の出
方ボス２を巻１１ 締めて出力軸１の瞬時制動を図るスプリングであり、フ
ィールドコア６の内極ヅの前面に突設した同心の環状部
７Ｂの外周面及び出力ボス２のボス部２Ａの外周と、ス
リーブ２２の内周面２２　＆とで形成する環状空隙Ｓ内
に、クラッチスプリング２３と直列の配置で装入され、
一端の軸線方向の折曲部２９Ａを出力ボス２の切欠２７
Ｂに、また、他端の外向きの折曲部２９Ｂをスリーブ２
２の切欠３１に掛止した縮径習性をもつコイルスプリン
グである。

一方、逆転防止スプリング３０は、前記環状部７Ｂの内
周面と、出力ボス２に形成した環状溝３２の内周面とに
亘って外径面を圧接する拡径習性をもったコイルスプリ
ングであり、回転軸１が反転する方向に対しては拡径し
、正転する方向には縮径する方向の巻方向、即ち、前記
クラッチスプリング２３及びブレーキスプリング２９と
同じ巻方向としである。

上述のような構成としたこの発明の電磁スプリングクラ
ッチ・ブ、レーキは、第１図に示す状態にあるとき、入
力ハブ３が回転していても、スリーブ２２がアーマチュ
ア１８によって回転を阻止されているため、クラッチス
プリング２３が回わらない。

クラッチスプリング２３が回動しないと出力ボス２が回
転せず、出力ボス２を一体に固着しである回転軸ｌは入
カッ・ブ３の回転にも拘らず停止状態に保たれる。

このとき回転している入カッ・ブ３は、巻締まる習性を
もつクラッチスプリング２３の巻方向と反対の方向を回
転方向としであることによって、クラッチスプリング２
３との間に大きな摩耗を生じるような摩擦接触関係をも
たない。

一方、ブレーキスプリング２９は、アーマチュア１８に
よって回転を止められているスリーブ２２に一方の折曲
部２９Ｂが掛止され、他方の折曲部２９Ａが出力軸１と
一体の出力ボス２に掛止されているので出力ボス２のボ
ス部２Ａを締付けている。

さらに、停止している出力軸ｌ側のボス部２人の内周面
と、固定部材であるフィールドコア６の内極７の環状部
７Ｂの内周面とに亘って外径面を１３− 圧接している逆転防止スプリング３０も出力軸ｌの停止
を確実にしている。

つぎに、第１図の状態から電磁コイル１１に電圧を印加
すると、磁束がフィールドコア（、からアーマチュア１
８に通り、アーマチュア１Ｂを励磁するので、アーマチ
ュア１８は圧縮ばね２５の押圧力に抗してフィールドコ
ア６に磁気吸引され、突起２１が凹部２４から抜出る。

スリーブ２２からアーマチュア１８が離れると、スリー
ブ２２は自由に回転できる状態となるので、クラッチス
プリング２３も自由に回転できるようになって、自己の
もつ縮径習性により入力ハブ３を締付け、入力ハブ３と
スリーブ２２と出力ボス２を固着しである出力軸１を一
体に回動する、このとき、ブレーキスプリング２９はス
リーブ２２と出力ボス２の一体結合に役立っている。

また、逆転防止スプリング３０は一部が固星部材である
内極７側に接触しているものの、在方向が、出力ボス２
の回転によって縮径させられる方向にあるため、有害な
抵抗を生じることはない。

１４− ここで、電磁コイル１１への電圧印加を中断すると、ア
ーマチュア１８が圧縮ばね２５，２５（一方のみ図示）
に押されて傾動し、突起２１がスリーブ２２の凹部２４
に掛合してスリーブ２２の回転を阻止する。

このスリーブ２２の停止により、クラッチスプリング２
３を介してスリーブ２２に連結されている出力軸１も停
止するが、慣性によってなお回転を継続しようとする。

しかし、出力軸１と一体の出力ボス２とスリーブ２２に
亘って取付けられて訊る一ブレーキ、ｘ、　７”　ＩＪ
ング２９は、出力軸１が回転を継続しようとすると巻締
まり、回転の継続を許さない。

そこで、突起２１が凹部２４に陥入すれば瞬時に、かつ
、急激に出力軸１を停止することになシ、出力軸１が反
動で逆方向に回転することになる。

前記ブレーキスプリング２９は、この出力軸１の逆方向
回転には制動力をもたず、巻締めがゆるんでしまうが、
出力軸１の逆転に対し強力な制動ガをもつ逆転防止スプ
リング３ｏは、逆転しょうとする出力軸１を強力に制動
する。

即ち、慣性による過回転も、急制動の反動ンこ伴う逆転
も生じることがなく、出力軸ｌは確実に停止することに
なる。

前記作用をもつブレーキスプリング２９と逆転防止スプ
リング３０は、いずれもコンパクトにスリーブ２２の内
側に組込まれており、特に、逆転防止スプリング３０を
具備するにも拘らず、全長が短い小形コンパクトな電磁
スプリングクラッチ・ブレーキを形成する上で極めて有
効である。、以上の説明から明らかなように、この発明
の電磁スプリングクラッチ・ブレーキは、トルク伝達を
しゃ断したときに、慣性による過回転（オーバラン）も
なく、また、反動による逆転もなく、正確に出力軸を停
止でき、小形でコンパクトであることと相俟って、各種
機器、特に複写機やコンピュータ周辺機器等の性能向上
に役ヴクなど多くの優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電磁スプリングクラッチ・ブレーキ
の実施例を示す第２図のＩ−Ｉ線面断面図、第２図は正
面図、第３図乃至第５図はフィールドコアの外極を示し
、第３図は第４図■−■線断断面図、第４図は正面図、
第５図は平面図である。第６図乃至第８図はアーマチュ
アを示し、第６図は第７図■−■線断断面図、第７図は
正面図、第８図は平面図である。第９図乃至第１２図は
スリーブを示し、第９図は第１０図ＩＸ−ＩＸ線断断面
図、第１０図は第９図Ｘ矢視図、第１１図は同、■矢視
図、第１２図は同、■矢視図である。第１３図乃至第１
５図は出力ボスを示し、第１３図は第１４図■ｌ−Ｘｌ
１Ｉ線視断面図、第１４図は第１３図ＸｒＶ−ＸＩＶ線
視線面断面図１５図は同、Ｗ矢視図である。図面におい
て、 ］・・・出力軸、　　　　　２・・・出力ボス、２Ａ・
・・ボス部、　　　　　２Ｂ・・・フランジ部、３・・
・入力ハブ、　　　　３Ａ・・・ボス部、３Ｂ・・・フ
ランジ部、　　　６・・・フィールドコア、７・・・内
極、　　　　　　７Ｂ・・・環状部、１７− ９・・・外極、　　　　　　１０・・ボビン、１１・・
・電磁コイル、　　　１４・・・ねじ孔、１５・・・ブ
ツシュ、１６・・・ビス １日・・・アーマチュア、　　１９・・・ばか孔、２１
・・・突起、　　　　　　２２・・・スリーブ、２２ａ
・・・内周面、　　　　２２Ａ・・フランジ部、２３・
・・クラッチスプリング、 ２３Ａ、　２３Ｂ・・・折曲部、　　２４・・・凹部、
２５・・・圧縮ばね、　　２７Ａ、　２７Ｂ、　２８・
・・切欠、２９・・・ブレーキスプリング、 ２９Ａ、　２９Ｂ・・・折曲部、 ３０・・・逆転防止スプリング、 ３１・・・切欠、　　　　　　３２・・・環状溝。 出願人　　小倉クラッチ株式会社 代理人　　富　　１）　和　　夫 １８− 第１囮 傭２図 ５ ヒエ Ａ ｒ９囮　　　　　　稟１０図 拳１３図　　　　　／ｉ１！／４３ 第１！　Ｆｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. の巻締を自在とした縮径習性をもつコイル状クラッチス
   プリングの一端を、出力回転部材側に、また、他端を、
   前記入力回転部材と出力回転部材に対して同心支持とし
   たスリーブにそれぞれ掛止する一方、フィールドコア側
   に基端部を揺動自在に支持し、かつ、前記スリーブの端
   面方向への弾発的傾動を自在としたアーマチュアを具備
   してなり、アーマチュアと前記スリーブとを相対的結合
   自在とし、さらに、前記フィールドコアの内極の前面に
   突設した同心の環状部の外周面及び出力回転部材の外周
   面と前記スリーブとで形成する環状空隙に、出力回転部
   材への巻締を自在とした縮径習性をもつコイル状ブレー
   キスプリングを収納し、このブレーキスプリングの一端
   を前記スリーブに掛止する一方、前記環状部の内周面と
   、出力回転部材に形成した環状溝の内周面とに亘シ、拡
   径習性をもつコイル状逆転防止スプリングを組込んだこ
   とを特徴とする電磁スプリングクラッチ・ブレーキ。