JPS62425Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、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。

この考案は、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〓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、前記アーマチユアを前
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〓
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、前記フイールドコアとアーマチユアとを
連結するヒンジピンによつて前記アーマチユアを
傾動自在に支持する支持構造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〓
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、この考案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図にはこの考案の電磁スプリングクラツチ
の第１実施例を縦断側面図で示してある。図面に
示したように、被駆動機器の入力軸１に結合し一
体に回転するようにした出力軸２は管材とし、前
記入力軸１に嵌合固定する。

入力回転部材としての入力ハブ３は出力軸２の
一端部上に空転自在に支持してあり、フランジ部
３Ａに外部駆動源と接続するための溝プーリ４を
固着してある。

一方、出力軸２には前記入力ハブ３のボス部３
Ｂに隣接する位置において出力ハブ５を固着して
ある。

出力ハブ５はフランジ部５Ａとボス部５Ｂとを
有してなり、ボス部５Ｂの外径を入力ハブ３のボ
ス部３Ｂの外径と同寸もしくはボス部３Ｂの外径
よりも僅かに小寸としてある。

この出力ハブ５にはボス部５Ｂの外周面との間
に所定幅の環状空隙Ｓを形成する内径としたスリ
ーブ６を同心に、かつ、空転自在に支持してあ
る。

スリーブ６は、一端部を出力ハブ５のフランジ
部５Ａに端面を揃えて嵌め合せ、また他端部は入
力ハブ３のフランジ部３Ａの段部に嵌め合せ、そ
れぞれ空転自在に支持してある。

空〓Ｓ内には、矩形断面のばね用線材を数巻き
することによつて得られた巻締用コイルスプリン
グ７が収納されており、このコイルスプリング７
は、一方の端部７Ａを出力ハブ５のフランジ部５
Ａに形成した切欠８に、また、他方の端部７Ｂを
スリーブ６に形成した切欠９にそれぞれ掛止して
あり、少なくとも、コイルスプリング７の内面と
ボス部３Ｂの外周面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
７Ｂが押えられた状態で端部７Ａが出力軸２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２の他端部上には、取付板を介して機器
（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１０を、出力軸２に対する
相対的回転を自在として同心に支持してある。

フイールドコア１０は、内極部材１１と、外極
部材１２とを一体に結合した部材であつて、内極
部材１１はフランジ部１１Ａとボス部１１Ｂから
なり、外極部材１２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１２Ａと、下壁部
１２Ｂと、両壁部を継いでいる垂直壁部１２Ｃと
を有する形状に成形した部材であつて、垂直壁部
１２Ｃに、内極部材１１のボス部１１Ｂを嵌合固
着する孔１３を設けてある。

さらに、内極部材１１のボス部には電磁コイル
１４を巻回したボビン１５を嵌合固着してあり、
ボビン１５の前面上部となる部分の左右対称位置
には、前記スリーブ６方向に開口したばね受函部
１６，１６（第１図中に一方のみ示す）を設けて
ある。

ばね受函部１６，１６にはそれぞれ圧縮コイル
ばね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、下端を固定部材となるフイールドコア１０に
支持して軸線方向の傾動を自在としたアーマチユ
ア１８の自由端となる上端近くに先端部を当接
し、アーマチユア１８に前記スリーブ６方向への
傾動習性を与える。

アーマチユア１８は、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１
９を設けてある。

突起１９は、前記スリーブ６に形成した凹部２
０への陥入掛合が、アーマチユア１８のスリーブ
方向への傾動により自在となる。

凹部２０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２０に対する突起１９の嵌
入を容易に、かつ確実にするために、スリーブ６
の回転方向に近い凹部２０の一側を、徐々に凹部
２０の底面に至るように、すなわち凹部２０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１９をスリーブ６側に、凹部２０
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１８には大きな孔２１を設け
てある。

孔２１は、出力ハブ５とフイールドコア１０と
の間隔を保持するカラー状スペーサ２２および出
力軸２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１８がフイールドコア１０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２２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１０へのアーマ
チユア支持構造は、ヒンジピン２３によりフイー
ルドコア１０とアーマチユア１８を連結したヒン
ジ構造としてある。

ヒンジピン２３は、第２図乃至第５図に示した
外極部材１２の下壁部１２Ｂの先端中央部に形成
したヒンジピン孔２４と、第６図乃至第８図に示
したアーマチユア１８の下端左右部分に形成した
ヒンジピン孔２５とに亘つて挿通し、端部のかし
め等により抜止めしておく。

前記ヒンジピン孔２４と２５の組合せは例示し
たものに限られるものではなく、ヒンジピン孔２
４を下壁部１２Ｂの先端左右側に分割して設け、
これに対応させてヒンジピン孔２５の位置、数を
定めるなどヒンジピン２３によつて結合されるヒ
ンジ構造であれば、いかなる構造であつてもよ
い。

上述の構成からなるこの考案の電磁スプリング
クラツチは、第１図に示した状態から電磁コイル
１４に電圧を印加すると、フイールドコア１０の
内極部材１１と外極部材１２とアーマチユア１８
に磁速が通り、それによつて励磁したアーマチユ
ア１８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１８の突起１９がスリーブ６の凹
部２０から脱出する。

この状態になると、スリーブ６を拘速する力が
除かれるので、スリーブ６に掛止されたコイルス
プリング７の端部７Ｂは自由に回転できるように
なり、出力ハブ５のボス部５Ｂの外径が入力ハブ
３のボス部３Ｂの外径よりも僅かに小寸となつて
おり、入力ハブ３の外周面とコイルスプリング７
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７はその端部７Ｂ
側から入力ハブ３の回転により縮径され、入力ハ
ブ３のボス部３Ｂと出力ハブ５のボス部７Ｂの両
外周面にコイルスプリング７が巻締められる。そ
の結果出力ハブ５が入力ハブ３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１４への電圧印加を停止す
ると、磁束が消減し、アーマチユア１８をフイー
ルドコア１０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１８は、瞬時にスリーブ６方向に傾動すること
になる。

アーマチユア１８がスリーブ６方向に傾動する
と、それの突起１９はスリーブ６の１回転以内に
凹部２０に陥入掛合し、フイールドコア１０に回
り止めされているアーマチユア１８はスリーブ６
を強制的に停止させる。

スリーブ６が停止すると、スリーブ６の切欠９
に端部７Ｂを掛止してあるコイルスプリング７
は、端部７Ａを掛止してある出力ハブ５側の慣性
によりそれまでの回転を継続する方向に端部７Ａ
が回わされることになつて拡径させられる。

これによつてコイルスプリング７と、入力ハブ
３、あるいはさらに出力ハブ５とを互に結合させ
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７と入力ハブ３、あるいはさらに出力
ハブ５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７を介してス
リーブ６に連結されている出力ハブ５は、アーマ
チユア１８によつて強制停止させられているスリ
ーブ６の拘束を受け、直ちに停止する。

瞬時、拡径したコイルスプリング７は再び自己
のもつ縮径力により入力ハブ３のボス部３Ｂに内
径面を摺接することになるが、スリーブ６がアー
マチユア１８によつて停止させられている限り、
出力ハブ５が回転することはない。

以上のようにしてトルクの伝達としや断が行な
われるこの考案の電磁スプリングクラツチは、ス
リーブ６に設ける凹部２０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。

さらに、この考案の電磁スプリングクラツチ
は、アーマチユア１８を固定部材となるフイール
ドコア１０に、ヒンジピン２３により連結したヒ
ンジピン連結によるヒンジ構造で支持しているた
め、組立が容易である上に、板材の塑性加工によ
つてフイールドコアとアーマチユアを製作できる
ことになるから、製作費の大幅節減が可能とな
る。

第９図に縦断側面図で示し、第１０図乃至第１
３図に外極部材を、また、第１４図乃至第１６図
にアーマチユアを示したこの考案の電磁スプリン
グクラツチの第２実施例は、アーマチユア１８
を、その左右側部にフイールドコア１０方向への
折曲部１８Ａ，１８Ａを設けて曲げ剛性を高めた
構造とし、これら折曲部の下端近くにヒンジピン
孔２５，２５を設け、第１実施例のように、アー
マチユア１８の下端に、巻込みによるヒンジピン
孔加工を行なわないでよいようにしてある。な
お、ヒンジピン孔２５，２５を折曲部１８Ａ，１
８Ａに設けたので、フイールドコア１０側のヒン
ジピン孔２４が下壁部１２Ｂの全幅に亘るものと
なる点においても第１実施例と異つているが、他
の部材および部分については第１実施例と変わり
がないので、第９図〜第１６図においても、前に
使用した符号と同じ符号を付し、その詳細な説明
は先きの説明を援用する。

以上の説明から明らかなように、この考案の電
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、傾動
自在としたアーマチユアを、ヒンジピン連結によ
るヒンジ構造によつて、固定部材となるフイール
ドコアに連結したので、製作が簡単で作動も確実
となるなど多くの優れた利点を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図はこの考案の第１実施例を示
す。第１図は縦断側面図、第２図乃至第５図は外
極部材を示し、第２図は縦断側面図、第３図は正
面図、第４図は平面図、第５図は底面図であり、
第６図乃至第８図はアーマチユアを示し、第６図
は側面図、第７図は正面図、第８図は平面図であ
る。第９図乃至第１６図は第２実施例を示す。第
９図は縦断側面図、第１０図乃至第１３図は外極
部材を示し、第１０図は縦断側面図、第１１図は
正面図、第１２図は平面図、第１３図は底面図で
あり、第１４図乃至第１６図はアーマチユアを示
し、第１４図は側面図、第１５図は正面図、第１
６図は平面図である。図面において、 ２……出力軸、３……入力ハブ、３Ａ……フラ
ンジ部、３Ｂ……ボス部、５……出力ハブ、５Ａ
……フランジ部、５Ｂ……ボス部、６……スリー
ブ、７……コイルスプリング、７Ａ，７Ｂ……端
部、８，９……切欠、１０……フイールドコア、
１１……内極部材、１１Ａ……フランジ部、１１
Ｂ……ボス部、１２……外極部材、１２Ａ……上
壁部、１２Ｂ……下壁部、１２Ｃ……垂直壁部、
１４……電磁コイル、１５……ボビン、１６……
ばね受函部、１７……圧縮コイルばね、１８……
アーマチユア、１９……突起、２０……凹部、２
３……ヒンジピン、２４，２５……ヒンジピン
孔、Ｓ……環状空〓。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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〓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、前記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〓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、前
   記フイールドコアとアーマチユアとを連結するヒ
   ンジピンによつて前記アーマチユアを傾動自在に
   支持する支持構造とを備えたことを特徴とする、
   電磁スプリングクラツチ。