JPS6311858B2 - - Google Patents

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JPS6311858B2
JPS6311858B2 JP1343881A JP1343881A JPS6311858B2 JP S6311858 B2 JPS6311858 B2 JP S6311858B2 JP 1343881 A JP1343881 A JP 1343881A JP 1343881 A JP1343881 A JP 1343881A JP S6311858 B2 JPS6311858 B2 JP S6311858B2
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JP
Japan
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clutch
brake
ring
rotor
output shaft
Prior art date
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Expired
Application number
JP1343881A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57129149A (en
Inventor
Nozomi Shinozaki
Takashi Doi
Shigeo Negi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US06/287,074 priority patent/US4429773A/en
Publication of JPS57129149A publication Critical patent/JPS57129149A/en
Publication of JPS6311858B2 publication Critical patent/JPS6311858B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/112Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction clutches in combination with brakes
    • H02K7/1125Magnetically influenced friction clutches and brakes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁石で作動する動力伝達機構を有
するクラツチモータに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a clutch motor having an electromagnetically operated power transmission mechanism.

従来の電磁クラツチモータは、第1図に示すよ
うに、クラツチ電磁石1、ブレーキ電磁石2、ブ
レーキリング3がブラケツト4にそれぞれ固定さ
れており、モータにより一定速度で駆動されるフ
ライホイル5にクラツチリング6が固定されてい
る。また出力軸7に、回転方向には回り止めされ
た状態で軸方向には滑動可能にスプライン掛合さ
れたクラツチ回転板9とブレーキ回転板10が設
けられ、クラツチ回転板9にコルク等より成る摩
擦材8が取付けられている。なお、8′はブレー
キ回転板10に取付けられた摩擦材、11はモー
トル軸、12は主軸受、13はギヤツプ調整用ね
じである。
In a conventional electromagnetic clutch motor, as shown in Fig. 1, a clutch electromagnet 1, a brake electromagnet 2, and a brake ring 3 are each fixed to a bracket 4, and the clutch ring is attached to a flywheel 5 that is driven at a constant speed by a motor. 6 is fixed. Further, the output shaft 7 is provided with a clutch rotary plate 9 and a brake rotary plate 10 which are splined so as to be prevented from rotating in the rotational direction but slidable in the axial direction. Material 8 is attached. In addition, 8' is a friction material attached to the brake rotating plate 10, 11 is a motor shaft, 12 is a main bearing, and 13 is a gap adjustment screw.

ここで、クラツチ電磁石1に通電すると磁束
は、磁路101を通り、その電磁力によりクラツ
チ回転板9がクラツチリング6に圧接し、出力軸
7に回転力が伝達される。なお、図示しない別に
設けられた速度制御装置により、クラツチ電磁石
1の通電々流を制御することにより出力軸7は任
意の速度で回転し、またブレーキ電磁石2に通電
すると、磁束は、磁路102を通り、その電磁力
によりブレーキ回転板10がブレーキリング3に
圧接し、出力軸7は急激に減速し停止する。
Here, when the clutch electromagnet 1 is energized, the magnetic flux passes through the magnetic path 101, and the electromagnetic force causes the clutch rotary plate 9 to come into pressure contact with the clutch ring 6, and rotational force is transmitted to the output shaft 7. Note that the output shaft 7 rotates at an arbitrary speed by controlling the current flowing through the clutch electromagnet 1 using a speed control device provided separately (not shown), and when the brake electromagnet 2 is energized, the magnetic flux is transferred to the magnetic path 102. The electromagnetic force presses the brake rotary plate 10 against the brake ring 3, causing the output shaft 7 to rapidly decelerate and stop.

この種の電磁クラツチモータは、工業用ミシン
の駆動源に使用されることが多く、その作業能率
を上げるため出力軸7の加速、減速が極めて速い
ことが要求される。また工業用ミシンに於ては、
針定位置停止の機能を持たせることが一般である
が、その停止位置精度を正確に定めるためには、
停止信号が与えられてから停止するまでの滑り角
度ができる限り小さいことが要求される。これら
の要件を満足するためには、出力軸7の慣性がで
きるだけ小さいことが必要である。上記に述べた
従来の電磁クラツチモータは、クラツチ回転板9
およびブレーキ回転板10が磁性材料で構成され
るため、出力軸7の慣性は比較的大きくなり、上
述の特性を充分に満足させることが困難である。
従つて、出力軸7に直結される可動部の慣性を小
さくするためには、この部分を磁気回路から分離
し、比重が小さい材料で構成することが必須要件
となる。
This type of electromagnetic clutch motor is often used as a drive source for industrial sewing machines, and is required to accelerate and decelerate the output shaft 7 extremely quickly in order to increase its working efficiency. In addition, in industrial sewing machines,
It is common to have the function of stopping the needle at a fixed position, but in order to accurately determine the stopping position accuracy,
It is required that the sliding angle from when a stop signal is given to when the vehicle stops is as small as possible. In order to satisfy these requirements, it is necessary that the inertia of the output shaft 7 be as small as possible. The conventional electromagnetic clutch motor described above has a clutch rotating plate 9
Since the brake rotating plate 10 is made of a magnetic material, the inertia of the output shaft 7 is relatively large, making it difficult to fully satisfy the above-mentioned characteristics.
Therefore, in order to reduce the inertia of the movable part directly connected to the output shaft 7, it is essential that this part be separated from the magnetic circuit and made of a material with low specific gravity.

本発明は、上記従来の欠点を解消するもので、
以下本発明をその一実施例を示す第2図を参照し
て説明する。
The present invention solves the above-mentioned conventional drawbacks,
The present invention will be explained below with reference to FIG. 2 showing one embodiment thereof.

第2図に於て、21はモータフレーム、22は
クラツチブラケツト、23はモータ軸、24は出
力軸、25,26,27は玉軸受、28はフライ
ホイル、29はクラツチ用固定鉄心、30はブレ
ーキ用固定鉄心、31はクラツチコイル、32は
ブレーキコイル、33及び34はいずれも磁性材
料で構成されたクラツチリングとブレーキリン
グ、35及び36はピンであり、ネジ37及び3
8でそれぞれフライホイル28及びブラケツト2
2に固定されている。39及び40は焼結合金あ
るいは含油プラスチツク等より成る摺動材であ
り、ゴムブツシユ41及び42により前記クラツ
チリング33とブレーキリング34にそれぞれ支
持されている。前記ピン35,36と摺動材3
9,40との間は数10ミクロンのクリヤランスで
軸方向に摺動可能となつている。43及び44は
コイルスプリングであり、後述するクラツチロー
タ45の方向にクラツチリング33及びブレーキ
リング34を軽く押しつけている。これらピンブ
ロツクは、クラツチ側、ブレーキ側共に周方向に
120゜間隔で各3組配置されている。45は樹脂成
形されたクラツチロータであり、その両サイドに
コルク等より成る摩擦材46及び47が接着され
ている。このクラツチロータ45はワツシヤ49
にてネジ48で出力軸24に固定されている。
In Fig. 2, 21 is a motor frame, 22 is a clutch bracket, 23 is a motor shaft, 24 is an output shaft, 25, 26, 27 are ball bearings, 28 is a flywheel, 29 is a fixed iron core for the clutch, and 30 is a A fixed iron core for the brake, 31 is a clutch coil, 32 is a brake coil, 33 and 34 are a clutch ring and a brake ring both made of magnetic material, 35 and 36 are pins, and screws 37 and 3
8 respectively flywheel 28 and bracket 2
It is fixed at 2. 39 and 40 are sliding members made of sintered metal or oil-impregnated plastic, and are supported by the clutch ring 33 and brake ring 34 by rubber bushes 41 and 42, respectively. The pins 35, 36 and the sliding material 3
9 and 40, it is possible to slide in the axial direction with a clearance of several tens of microns. Coil springs 43 and 44 lightly press the clutch ring 33 and brake ring 34 toward a clutch rotor 45, which will be described later. These pin blocks are arranged circumferentially on both the clutch and brake sides.
Three sets each are arranged at 120° intervals. Reference numeral 45 designates a clutch rotor made of resin, and friction materials 46 and 47 made of cork or the like are adhered to both sides of the clutch rotor. This clutch rotor 45 has washers 49
It is fixed to the output shaft 24 with a screw 48.

第3図はクラツチロータ45のセンター断面図
を示したものである。図において、51は4ケ所
放射状に構成されたリブであり、補強の役目をす
る。52はキー溝であり、出力軸34との滑り留
めの役目をする。
FIG. 3 shows a center sectional view of the clutch rotor 45. In the figure, reference numeral 51 indicates ribs arranged radially at four locations, which serve as reinforcement. Reference numeral 52 is a keyway, which serves to prevent the output shaft 34 from slipping.

今、図示しない電源スイツチをオンすると、主
モータは回転し、それに直結されたフライホイル
28は連続回転する。従つて、このフライホイル
28にピン35で回転方向に対して固定的に支え
られたクラツチリング33も連続回転する。ここ
で、クラツチコイル31に通電するとクラツチ用
固定鉄心29は電磁石となり、その電磁力により
クラツチリング33は吸引され、摩擦材46に圧
接され、主モータの回転トルクは、クラツチロー
タ45を介して出力軸24に伝達されることにな
る。
Now, when a power switch (not shown) is turned on, the main motor rotates, and the flywheel 28 directly connected to it rotates continuously. Therefore, the clutch ring 33, which is fixedly supported by the flywheel 28 with the pin 35 in the rotational direction, also rotates continuously. Here, when the clutch coil 31 is energized, the fixed iron core 29 for the clutch becomes an electromagnet, and the clutch ring 33 is attracted by the electromagnetic force and is pressed against the friction material 46, and the rotational torque of the main motor is outputted via the clutch rotor 45. It will be transmitted to the shaft 24.

同様にブレーキリング34は、ピン36によ
り、クラツチブラケツト22に回転方向に対して
固定的に支えられているので、ブレーキコイル3
2に通電すると、ブレーキリング34は摩擦材4
7に圧接され、出力軸24は急激に減速し停止す
る。
Similarly, the brake ring 34 is fixedly supported by the clutch bracket 22 in the rotational direction by the pin 36, so that the brake coil 3
When the brake ring 34 is energized to the friction material 4
7, the output shaft 24 suddenly decelerates and stops.

実際には図示しない速度検出器と、速度設定器
と、速度制御回路とを有していて、クラツチコイ
ル31とブレーキコイル32とには、設定速度と
検出速度との差に応じてパルス的な電流を交互に
供給し、可変速運動が可能となる。
It actually has a speed detector (not shown), a speed setting device, and a speed control circuit, and the clutch coil 31 and the brake coil 32 have a pulse-like structure that responds to the difference between the set speed and the detected speed. Variable speed movement is possible by supplying current alternately.

ここで、ゴムブツシユ41,42は緩衝材とし
ての役目を果し、ピン部に於ける異常音の吸収、
あるいは、摩擦熱によるクラツチ・ブレーキリン
グ33,34の熱膨張による寸法ズレの吸収など
の効果を持つ。コイルスプリング43は、44に
比べ弱いバネを使用する。従つて、クラツチコイ
ル31とブレーキコイル32に共に通電していな
い時、クラツチロータ45に対するクラツチリン
グ33の押圧力は、ブレーキリング34の押圧力
より弱く、出力軸24が空転することはない。
Here, the rubber bushes 41 and 42 serve as a cushioning material, absorbing abnormal sounds at the pin part,
Alternatively, it has the effect of absorbing dimensional deviations due to thermal expansion of the clutch/brake rings 33, 34 due to frictional heat. The coil spring 43 uses a weaker spring than the coil spring 44. Therefore, when both the clutch coil 31 and the brake coil 32 are not energized, the pressing force of the clutch ring 33 against the clutch rotor 45 is weaker than the pressing force of the brake ring 34, and the output shaft 24 will not idle.

ここで、クラツチロータ45の材料としてアル
ミニウムが考えられ、我々に於ても、アルミダイ
カストで試作を行い、種々検討した結果、必ずし
も最適な材料ではないことが明らかとなつた。第
1には、従来の磁性材料に比べれば良くはなる
が、比重が約2.7であり、慣性は期待したほど下
らないこと。第2には、鳴音が発生することであ
る。すなわちクラツチ・ブレーキリング33,3
4が吸引され、トルクが伝達される瞬間、クラツ
チロータ45は金属音を発し、この異常音を消す
ことは一般にかなり困難である。
Here, aluminum was considered as the material for the clutch rotor 45, and after making a prototype using aluminum die-casting and conducting various studies, it became clear that it was not necessarily the optimal material. First, although it is better than conventional magnetic materials, its specific gravity is approximately 2.7, and its inertia is not as low as expected. The second problem is that noise is generated. In other words, the clutch/brake ring 33, 3
At the moment when the clutch rotor 45 is attracted and torque is transmitted, the clutch rotor 45 makes a metallic sound, and it is generally quite difficult to eliminate this abnormal sound.

これらアルミニウムを使用する場合の問題点を
改良するために樹脂成形品を採用することが、検
討され、試作実験を繰り返した結果、当クラツチ
ロータ45の材料として、いわゆるFRP(ガラス
繊維強化プラスチツクス)が最適であることが明
らかとなつた。特に不飽和ポリエステル樹脂をベ
ースにしたガラス繊維強化のいわゆるBMCや
SMCは、比強度が大きいこと、寸法精度がよい
こと、耐熱温度が高く熱変形が少いことなどの理
由により、このような構造材として使用可能との
結論を得た。比重は1.7前後であり、アルミニウ
ムの約60%であり、これに応じて慣性は低減し、
結果第1図に示す従来例に比べ、出力軸の慣性は
30%にまで低減し、非常に加減速特性の良好な電
磁クラツチモータが達成できた。また、アルミニ
ウムを使用する場合のような鳴音の発生もなく、
同時に価格低減にも寄与できた。
In order to improve these problems when using aluminum, we considered using resin molded products, and as a result of repeated prototype experiments, we decided to use so-called FRP (glass fiber reinforced plastics) as the material for the clutch rotor 45. was found to be optimal. In particular, so-called BMC reinforced with glass fibers based on unsaturated polyester resin.
It was concluded that SMC can be used as such a structural material due to its high specific strength, good dimensional accuracy, high heat resistance, and low thermal deformation. The specific gravity is around 1.7, about 60% of aluminum, and the inertia is reduced accordingly.
Results Compared to the conventional example shown in Figure 1, the inertia of the output shaft is
This has been reduced to 30%, making it possible to create an electromagnetic clutch motor with extremely good acceleration/deceleration characteristics. Also, there is no noise like when using aluminum.
At the same time, it also contributed to price reduction.

さらにこのクラツチロータ45の構造は、第3
図に示すように、摩擦材をはりつける両面の橋わ
たしをする如く複数個のリブ51を施けることが
有利である。すなわち、できる限り材料使用量を
減らせることにより価格低減と慣性低減を意図す
ると同時に、このリブ部51で機械的強度を確保
する。また同時に、この形状は水車状としている
ため、フアンの役目も兼ね、各部冷却のための送
風の目的も兼ねることができる。
Furthermore, the structure of this clutch rotor 45 is
As shown in the figure, it is advantageous to provide a plurality of ribs 51 so as to bridge both sides to which the friction material is attached. That is, the purpose is to reduce the cost and inertia by reducing the amount of material used as much as possible, and at the same time, the rib portion 51 ensures mechanical strength. At the same time, since it has a waterwheel-like shape, it can also serve as a fan and serve the purpose of blowing air to cool various parts.

以上の説明から明らかな如く本発明は、出力軸
の慣性が低く加減速特性が良好であり、同時にク
ラツチ・ブレーキオン時の異常音発生がなく、か
つ冷却の良好な電磁クラツチモータを提供するも
のであり、その産業用効果は絶大なものである。
As is clear from the above description, the present invention provides an electromagnetic clutch motor that has a low output shaft inertia and good acceleration/deceleration characteristics, does not generate abnormal noise when the clutch/brake is turned on, and is well cooled. , and its industrial effects are tremendous.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の電磁クラツチモータの要部の断
面図、第2図は本発明の一実施例を示す電磁クラ
ツチモータの要部の断面図、第3図は同クラツチ
ロータの断面図である。 22……クラツチブラケツト、24……出力
軸、28……フライホイル、29……クラツチ用
固定鉄心、30……ブレーキ用固定鉄心、31…
…クラツチコイル、32……ブレーキコイル、3
3……クラツチリング、34……ブレーキリン
グ、45……クラツチロータ、46,47……摩
擦材、51……リブ。
Fig. 1 is a sectional view of the main parts of a conventional electromagnetic clutch motor, Fig. 2 is a sectional view of the main parts of an electromagnetic clutch motor showing an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a sectional view of the clutch rotor. . 22...Clutch bracket, 24...Output shaft, 28...Flywheel, 29...Fixed iron core for clutch, 30...Fixed iron core for brake, 31...
...Clutch coil, 32...Brake coil, 3
3... Clutch ring, 34... Brake ring, 45... Clutch rotor, 46, 47... Friction material, 51... Rib.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 連続回転するフライホイルに、回転方向に対
して固定的に軸方向に対して可動的にクラツチリ
ングを取り付けると共に、クラツチブラケツトに
回転方向に対して固定的に軸方向に対して可動的
にブレーキリングを取り付け、これらクラツチリ
ングとブレーキングにそれぞれ対向させてクラツ
チ電磁石とブレーキ電磁石を配設し、前記クラツ
チングとブレーキリングとの間に、出力軸に固定
され、かつ両サイドに摩擦材を有するクラツチロ
ータを配設し、該クラツチロータを樹脂成形品に
て構成したことを特徴とする電磁クラツチモー
タ。 2 前記樹脂成形品よりなるクラツチロータは、
ガラス繊維強化プラスチツクにて構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電磁クラ
ツチモータ。 3 前記クラツチロータは、放射状に配設した複
数個のリブを有することを特徴とする特許請求の
範囲第1項または第2項記載の電磁クラツチモー
タ。
[Claims] 1. A clutch ring is attached to a continuously rotating flywheel so as to be fixed in the direction of rotation and movable in the axial direction, and a clutch ring is attached to the flywheel that is fixed in the direction of rotation and movable in the axial direction. A brake ring is movably attached to the clutch ring and a brake ring, and a clutch electromagnet and a brake electromagnet are arranged to face the clutch ring and the brake, respectively, and between the clutch and the brake ring, a brake ring is fixed to the output shaft and is attached to both sides. 1. An electromagnetic clutch motor, characterized in that a clutch rotor having a friction material is disposed at the clutch rotor, and the clutch rotor is made of a resin molded product. 2 The clutch rotor made of the resin molded product is
2. The electromagnetic clutch motor according to claim 1, wherein the electromagnetic clutch motor is made of glass fiber reinforced plastic. 3. The electromagnetic clutch motor according to claim 1 or 2, wherein the clutch rotor has a plurality of ribs arranged radially.
JP1343881A 1980-07-31 1981-01-30 Electromagnetic clutch motor Granted JPS57129149A (en)

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DE8181303338T DE3170120D1 (en) 1980-07-31 1981-07-21 Electromagnetic clutch motor
EP81303338A EP0045591B1 (en) 1980-07-31 1981-07-21 Electromagnetic clutch motor
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JPS57129149A JPS57129149A (en) 1982-08-11
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH069968U (en) * 1992-01-27 1994-02-08 忠司 酒井 Date indicator for calendar

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH069968U (en) * 1992-01-27 1994-02-08 忠司 酒井 Date indicator for calendar

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