JPS6154969B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、トルク伝達に巻締用コイルスプリ
ングを使用する電磁スプリングクラツチに関する
ものである。

周知のように、電磁スプリングクラツチは、入
力回転部材と出力回転部材を、巻締用コイルスプ
リングにより巻締めて一体に回転させ、入力回転
部材側から出力回転部材側にトルクを伝達するク
ラツチであつて、各種機器の動力伝達系中に設け
られるが、複写機用等の電磁スプリングクラツチ
であると、できるだけ小形で応答性に優れている
ことの上に、１回転または数分の１回転ごとに、
あるいは数回転ごとに出力回転部材を停止できる
電磁スプリングクラツチであることが要求される
ことがある。

この発明は、上述の要求をすべて満足する小形
で、応答性に優れた電磁スプリングクラツチを提
供するもので、出力軸に嵌合固着された出力回転
部材と、この出力回転部材の一方の片側で前記出
力軸に空転自在に嵌合されて、支持された入力回
転部材と、前記出力回転部材の他方の片側で前記
出力軸に空転自在に嵌合されて、支持され、かつ
電磁コイルを内蔵して固定部材となるフイールド
コアと、前記出力回転部材および入力回転部材と
にわたつて環状空隙をあけて、これらの回転部材
に空転自在に支持され、かつ前記フイールドコア
側の側面に凹部または突起を有するスリーブと、
前記フイールドコアと前記スリーブとの間で前記
出力軸に遊嵌されるとともに、前記フイールドコ
アに傾動自在に支持され、かつ前記スリーブの凹
部または突起とそれぞれ掛合する突起または凹部
を有するアーマチユアと、このアーマチユアを前
記スリーブ側に傾動させる押圧力を有する弾性部
材と、一端が前記スリーブに、そして他端が前記
出力回転部材にそれぞれ掛止されて前記環状空隙
内に収納され、かつ少なくとも前記入力回転部材
に対して所定の摩擦係合力を有するコイルスプリ
ングとを備えた点を特徴とする。

このような構成からなる電磁スプリングクラツ
チは、励磁時には、前記電磁コイルの磁気吸引力
で前記アーマチユアが前記弾性部材の押圧力に抗
して前記スリーブから離脱して、前記コイルスプ
リングの前記スリーブ側一端が回転自在となるの
で、前記入力回転部材の回転により、この入力回
転部材と所定の摩擦係合力を介して前記環状空隙
内に収納された前記コイルスプリングが、前記入
力回転部材と前記出力回転部材に巻締められ、そ
の結果前記入力回転部材から前記出力回転部材へ
とトルクが伝達される。また非励磁時には、前記
弾性部材の押圧力を受けたアーマチユアが前記ス
リーブと掛合して、前記コイルスプリングの前記
スリーブ側一端が固定となるので、前記入力回転
部材が回転しても、前記コイルスプリングは前記
摩擦係合力により前記入力回転部材と前記出力回
転部材に巻締められないから、前記入力回転部材
から前記出力回転部材へのトルク伝達は遮断され
る。

ついで、この発明の電磁スプリングクラツチを
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ツチ
の実施例を第２図―線視断面図で示し、第２
図には正面図で示してある。図面に示したよう
に、被駆動機器の入力軸に結合し一体に回転する
ようにした出力軸１は管軸としてある。

入力回転部材としての入力ハブ２は出力軸１の
一端部上に空転自在に支持してあり、その端面に
は、外部駆動源と接続するための溝プーリ４を軸
線を同一にして固着してある。

一方、出力軸１には前記入力ハブ２のボス部２
Ａに隣接する位置において出力回転部材としての
環状部材７を固着してある。

環状部材７はボス部７Ａの外径を入力ハブ２の
ボス部２Ａの外径と同寸もしくはボス部２Ａの外
径よりも僅かに小寸としてある。

この環状部材７にはボス部７Ａの外周面７ａと
の間に所定幅の環状空隙Ｓを形成する内径とした
スリーブ８を同心に、かつ、空転自在に支持して
ある。

スリーブ８は、一端部を環状部材７に端面を揃
えて嵌め合せ、また他端部は入力ハブ２の段部に
嵌め合せ、それぞれ空転自在に同心支持してあ
る。

空隙Ｓ内には、矩形断面としたばね用線材製の
巻締用コイルスプリング３が収納されており、こ
のコイルスプリング３は、一方の端部３Ａをスリ
ーブ８に形成した切欠９に、また、他方の端部３
Ｂを環状部材７に形成した切欠１０にそれぞれ掛
止してあり、少なくとも、コイルスプリング３の
内面とボス部２Ａの外周面２ａとの間で所定の摩
擦係合力が得られるよう収納されており、巻線方
向を、端部３Ａが押えられた状態で端部３Ｂが出
力軸１の回転方向に回わされると拡径する方向、
即ち、巻締がゆるむ方向としてある。

出力軸１の他端部上には、取付板５を介して機
器（図示せず）へ取り付けることによつて固定部
材となるフイールドコア６を、出力軸１に対する
相対的回転を自在として同心に支持してある。

取付板５に固着したフイールドコア６は、第３
図及び第４図に示したように、内極部材６Ａと、
外極部材６Ｂとを一体に結合した部材であつて、
内極部材６Ａはフランジ部６A′とボス部６A″か
らなり、外極部材６Ｂは１枚の金属板をプレス加
工によつて互いに平行する上壁部６B′と下壁部６
B″、およびこれら両壁部の片側端部間を継いで
いる垂直壁部６Ｂを有する形状に成形した部材
であつて、垂直壁部６Ｂには、内極部材６Ａの
ボス部６A″の反フランジ６A′側端部を嵌合固着
してある。

この実施例では内極部材６Ａと外極部材６Ｂの
端面６ａと６ｂを同一鉛直面上に臨ませてある。

さらに、内極部材６Ａのボス部６A″には電磁
コイル１６を巻回したボビンＢを嵌合固着してあ
り、一方それのフランジ部６A′の切欠部分に
は、ボビンＢの前面上部の左右対称位置に、それ
ぞれ弾性部材としての圧縮コイルばね１７，１７
の基端部を収納してある。

圧縮コイルばね１７，１７（一方のみ図示）
は、前記基端部の端をボビンＢに固定する一方、
その自由端を、軸線方向の傾動を自在としたアー
マチユア１３の上端近くに当接させることによつ
て、アーマチユア１３に前記スリーブ８方向への
傾動習性を与える。

アーマチユア１３は、第５図及び第６図に示し
たように、１枚の金属板をプレス加工により成形
した板状物であつて、上端部左右中心位置に、プ
レス加工により切出成形した突起１３Ａを設けて
あり、このアーマチユア１３が前記スリーブ８に
向つて傾動することによつて、前記スリーブ８に
形成した凹部１２に対する突起１３Ａの陥入掛合
が自在となる。

凹部１２は半径方向に延びたスリツト状であつ
てもよいが、この凹部１２に対する突起１３Ａの
嵌入を容易に、かつ確実にするために、スリーブ
８の回転方向に近い凹部１２の一側を、徐々に凹
部１２の底面に至るように、すなわち凹部１２の
深さが徐々に深くなるように傾斜させておくとよ
い。なお、突起１３Ａをスリーブ８側に、凹部１
２をアーマチユア側にそれぞれに設けて相対的に
掛合する構造とすることもある。

前記アーマチユア１３には大きな孔１３Ｂを設
けてある。

孔１３Ｂは、還状部材７とフイールドコア６と
の間隔を保持するカラー状スペーサ１１および出
力軸１を挿通するために形成されており、その寸
法は、アーマチユア１３がフイールドコア６に磁
気吸着しても、また、圧縮コイルばね１７に押さ
れて傾動しても、スペーサ１１と干渉しない寸法
に定めてある。

固定部材となるフイールドコア６へのアーマチ
ユア支持構造は、ビス１５，１５によりフイール
ドコア６に固着した金属製ブツシユ１４，１４
に、アーマチユア１３の下部の所定位置に穿設し
てある１３B′，１３B′それぞれ遊嵌した構造とし
てある。そしてアーマチユア１３は出力軸１にス
ペーサ１１を遊嵌した状態でフイールドコア６へ
の磁気吸着、およびスリーブ８の凹部１２との掛
合を可能とし、フイールドコア６とスリーブ８と
の間に組込まれている。

なお、ブツシユ１４，１４はゴム製としてもよ
い。

上述の構成からなるこの発明の電磁スプリング
クラツチは、第１図に実線で示した状態から電磁
コイル１６に電圧を印加すると、フイールドコア
６の内極部材６Ａと外極部材６Ｂとアーマチユア
１３に磁束が通り、それによつて励磁したアーマ
チユア１３が圧縮コイルばね１７の弾発的押圧力
に抗してフイールドコア６側へ磁気吸着され、そ
の結果アーマチユア１３の突起１３Ａがスリーブ
８の凹部１２から脱出し、アーマチユア１３の磁
気吸着面はフイールドコア６に磁気吸着して第１
図の２点鎖線で示される状態となる。

この状態になると、スリーブ８を拘束する力が
除かれるので、スリーブ８に掛止されたコイルス
プリング３の端部３Ａは自由に回転できるように
なり、環状部材７のボス部７Ａの外径が入力ハブ
２のボス部２Ａの外径よりも僅かに小寸となつて
おり、入力ハブ２の外周面２ａとコイルスプリン
グ３の内周面との間には所定の摩擦係合力が与え
られているから、コイルスプリング３の端部３Ａ
側から入力ハブ２の回転により縮径され、入力ハ
ブ２のボス部２Ａと環状部材７のボス部７Ａの両
外周面２ａ，７ａにコイルスプリング３が巻締め
られる。その結果環状部材７が入力ハブ２と一体
に回転して入力側から出力側にトルクが伝達され
る。

つぎに、電磁コイル１６への電圧印加を停止す
ると、磁束が消滅し、アーマチユア１３をフイー
ルドコア６に吸引する力が除かれるため、圧縮コ
イルばね１７の押圧力を受けているアーマチユア
１３は、瞬時にスリーブ８方向に傾動することに
なる。

アーマチユア１３がスリーブ８方向に傾動する
と、それの突起１３Ａはスリーブ８の１回転以内
に凹部１２に陥入掛合し、フイールドコア６に回
り止めされているアーマチユア１３はスリーブ８
を強制的に停止させる。

スリーブ８が停止すると、スリーブ８の切欠９
に端部３Ａを掛止してあるコイルスプリング３
は、端部３Ｂを掛止してある環状部材７側の慣性
により、それまでの回転を継続する方向に端部３
Ｂが回わされることになつて第１図で実線で示す
ように拡径される。なお、環状部材７側の慣性力
がなくなれば２点鎖線で示す状態となる。

これによつてコイルスプリング３の入力ハブ
２、あるいはさらに環状部材７に対する巻締力が
消滅するとともに、これらの部材を互に結合させ
る前記摩擦係合力が前記強制力に負けて、コイル
スプリング３と入力ハブ２、あるいはさらに環状
部材７との巻締力が消滅し、トルク伝達がしや断
されると同時に、コイルスプリング３を介してス
リーブ８に連結されている環状部材７、したがつ
て出力軸１は、アーマチユア１３によつて強制停
止させられているスリーブ８の拘束を受け、直ち
に停止する。

以上のようにしてトルクの伝達としや断が行な
われるこの発明の電磁スプリンクラツチは、スリ
ーブ８に設ける凹部１２の数を増すほど、出力側
回転部材へのトルク伝達しや断及び出力側回転部
材の停止に至る時間の縮減を図れる。

即ち、ステツプモータを使用したと同様のステ
ツプモーシヨンを可能にした電磁スプリングクラ
ツチとなる。

以上の説明から明らかなように、この発明の電
磁スプリングクラツチは、出力側回転部材を１回
転あるいは数分の１回転ごとに停止でき、一軸構
造で小形化できる上に、トルク伝達および遮断の
応答性を極めて良好なものとすることができるの
で、各種機器の性能向上に役立ち、さらに、製作
が簡単で作動も確実となるなど多くの優れた効果
をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の電磁スプリングク
ラツチの実施例を示し、第１図は第２図―線
視断面図、第２図は正面図である、第３図、第４
図はフイールドコアを示し、第３図は第４図―
線視断面図、第４図は正面図である。第５図、
第６図はアーマチユアを示し、第５図は第６図
―線視断面図、第６図は正面図である。図面に
おいて、 １……出力軸、２……入力ハブ、２Ａ……ボス
部、２ａ……外周面、３……コイルスプリング、
３Ａ，３Ｂ……端部、４……溝プーリ、５……取
付板、６……フイールドコア、６Ａ……内極部
材、７……環状部材、７Ａ……ボス部、７ａ……
外周面、、８……スリーブ、８ａ……内周面、
９，１０……切欠、１１……スペーサ、１２……
凹部、１３……アーマチユア１３Ａ……突出部、
１４……ブツシユ、１５……ビス、１６……電磁
コイル、１７……圧縮コイルばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 出力軸に嵌合固着された出力回転部材と、こ
   の出力回転部材の一方の片側で前記出力軸に空転
   自在に嵌合されて、支持された入力回転部材と、
   前記出力回転部材の他方の片側で前記出力軸に空
   転自在に嵌合されて、支持され、かつ電磁コイル
   を内蔵して固定部材となるフイールドコアと、前
   記出力回転部材および入力回転部材とにわたつて
   環状空隙をあけて、これらの回転部材に空転自在
   に支持され、かつ前記フイールドコア側の側面に
   凹部または突起を有するスリーブと、前記フイー
   ルドコアと前記スリーブとの間で前記出力軸に遊
   嵌されるとともに、前記フイールドコアに傾動自
   在に支持され、かつ前記スリーブの凹部または突
   起とそれぞれ掛合する突起または凹部を有するア
   ーマチユアと、このアーマチユアを前記スリーブ
   側に傾動させる押圧力を有する弾性部材と、一端
   が前記スリーブに、そして他端が前記出力回転部
   材にそれぞれ掛止されて前記環状空隙内に収納さ
   れ、かつ少なくとも前記入力回転部材に対して所
   定の摩擦係合力を有するコイルスプリングとを備
   えたことを特徴とする、電磁スプリングクラツ
   チ。