JPS6325215B2 - - Google Patents

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JPS6325215B2
JPS6325215B2 JP57080426A JP8042682A JPS6325215B2 JP S6325215 B2 JPS6325215 B2 JP S6325215B2 JP 57080426 A JP57080426 A JP 57080426A JP 8042682 A JP8042682 A JP 8042682A JP S6325215 B2 JPS6325215 B2 JP S6325215B2
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JP
Japan
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clutch
coil
lining
friction member
timer
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JP57080426A
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JPS58196332A (ja
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Shigeo Negi
Nozomi Shinozaki
Takeshi Morofuji
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内蔵するクラツチコイルを励磁する
ことによりモーター軸側に設けたクラツチ摩擦部
材と出力軸側に設けたクラツチライニングとを圧
接係合させ、常時高速運転を行なうモーターの回
転力を出力軸に伝達する電磁クラツチ機構を有す
る電磁駆動装置に於て、前記クラツチライニング
の摩耗代の検出を行なう電磁駆動装置に係る。
従来、上記電磁クラツチ機構を有する駆動装置
に例えばミシン駆動用に用いられており、前記ク
ラツチライニングの摩耗が促進し、クラツチライ
ニングを担持した連結部材と前記クラツチ摩擦部
材が接触するようになると、前記出力軸の速度が
不安定になつたり、あるいは圧接部に於て金属と
金属が当るようになるためかみ合つてしまい速度
制御不能となり、場合によつては高速で回転し止
まらなくなり危険でもあつた。また、上記の如く
金属同士が当たるため非常に温度が上昇し危険で
もあり、又一方、前記クラツチ摩擦部材に金属同
士の接触にともなう傷ができて、補修が必要とな
つてしまうというアフターサービス上の問題もあ
つた。
しかしながら、従来上記欠点に対し何らの対策
も打たれていないのが現状であつた。
本発明は、金属同士が接触する前に上記摩耗代
を検出し、上記危険あるいは不具合を除去し、安
全な電磁駆動装置を提供せんとするものである。
第1図は電磁クラツチモーターの構成を示すも
ので、フライホイール1はモーター軸2に固定さ
れており、常時高速で回転している。磁性体金属
よりなるクラツチ摩擦部材3は前記フライホイー
ル1に固定されており、クラツチ固定鉄心4及び
磁性体金属よりなるクラツチ連結部材5との間に
破線で示した磁気回路を構成し、クラツチコイル
6の励磁によりφAなる磁束を生ずる。クラツチ
ライニング7は通常コルクが用いられ、前記クラ
ツチ連結部材5に接着され担持されている。前記
クラツチ連結部材5は出力軸8に固定されたスプ
ライン軸9上をスラスト方向を自由に、回転方向
を固定した形で移動可能となつている。
上記クラツチ機構と左右対称にそれぞれ、ブレ
ーキコイル10、ブレーキ固定鉄心11、ブレー
キ摩擦部材12、ブレーキライニング13、ブレ
ーキ連結部材14よりなるブレーキ機構が配置さ
れており、上記ブレーキコイル10の励磁により
φBなる磁束を破線で示す如く生ずる。
上記のように構成された動作は下記の如く行な
われる。
前記クラツチコイル6を励磁すると、磁束φA
が生じ、前記クラツチ連結部材5が常時高速回転
するクラツチ摩耗部材3の方に移動しクラツチラ
イニング7が圧接係合し、前記クラツチ摩擦部材
3の回転力がクラツチ連結部材5、スプライン軸
9を介して出力軸8に伝達され、出力軸8は急激
に加速される。
一方、設定速度よりも速度が上昇するとブレー
キコイル10が励磁され、磁束φBが破線に示す
如く生じ、ブレーキ連結部材14がブレーキ摩擦
部材12の方に移動し、ブレーキライニング13
の表面で圧接係合しその静止力が前記スプライン
軸9を介して出力軸8に伝達され、出力軸8は減
速する。
この様にして、所定の速度が得れるが通常の安
定運転状態に於ては前記クラツチコイル6の励磁
力を調整し、従つて前記磁束φAを調整し前記ク
ラツチライニング7の表面での圧接力を調整し、
適当なすべりを生じさせる事により定速度が維持
されるように動作が行なわれる。
上記の如く、クラツチライニング7はその表面
で常時すべり乍ら速度制御がなされるため、必然
的に摩耗が促進され、遂には前記クラツチ連結部
材5の端面から前記クラツチライニング7の高さ
GCが0となつてしまいクラツチ摩擦部材3とク
ラツチ連結部材5が直接当たるようになり、前記
に述べたように発熱をともない危険な状態になる
と共に、そのかみ合いによつて高速運転のまま止
まらなくなるなどの異常状態になる恐れがあつ
た。
本発明に於いては上記異常状態に移る前に前記
クラツチライニング7の所定の摩耗代を検出し、
前記危険な状態を防止するものである。
ここで、前記ブレーキライニング13も同様に
摩耗が促進するが、圧接係合する相手のブレーキ
摩擦部材12は常に静止しているので危険がない
事、あるいは通常前述したように中間速度運転は
クラツチ側のみで主として行なわれるので前記ク
ラツチライニング7の方が摩耗が早い事などの理
由により、クラツチライニング7の規定の摩耗代
のみを検出する方法によつても本発明の目的は達
せられるものであり、以下その例について第2図
〜第5図を用いて説明する。
第2図に於て、15は制御回路であり、マイコ
ンを中心とした論理IC回路で構成される。16
はタイマーであり、基準のクロツクをカウントす
るようなタイマーICで構成され、前記制御回路
15による起動指令により、リセツトされカウン
トを開始し、結果はデイジタル値で出力する。1
7はモーター18に内蔵されたクラツチコイル6
を駆動するためのドライバ、19は電流測定回
路、20は比較器をそれぞれ示す。
第3図は上記をさらに具体化した構成例であ
り、特に前記制御回路15とタイマー16は1チ
ツプマイクロコンピユータ21(以下マイコンと
言う)で構成している。
さらに第4図は動作のタイムチヤートを示して
いる。
第3図に於て、+VDDクラツチコイル6の駆動
用直流電源電圧を示し、+VCCはIC回路駆動用の
直流安定化電源電圧を示している。又、21は前
述したように前記制御回路15とタイマー16を
内蔵しているマイコンを示し、IC1はインバー
タICであり、ダイオードD1を通じトランジス
タTR1をスイツチングさせ前記クラツチコイル
6を駆動する。なお、ダイオードD2および抵抗
R1は前記トランジスタTR1がオフした時にコ
レクタに発生する異常電圧を抑さえ、該トランジ
スタを保護するためのフライホイール回路であ
る。
前記トランジスタTR1のエミツタに接続した
抵抗R2の両端の電圧は、前記トランジスタTR
1がオンした時に前記クラツチコイル6に流れる
電流に比例して変化する。前記抵抗R2と抵抗R
3,R4,R5およびOPアンプICとIC2とによ
り前記電流測定回路19が構成され、前記コイル
電流を表わす信号が必要なレベルに増幅され信号
Vaが出力される。
又、抵抗R6,R7,R8、可変抵抗VR1、
及びOPアンプICのIC3は、前記比較器20を構
成し、前記信号Vaが、前記可変抵抗VR1により
設定された電圧Vcに達すると、前記IC3の出力
Vbは反転する。
上記の如く構成された前記クラツチ連結部材5
の端面からの前記クラツチライニング7の高さ
Gc、即ちクラツチライニング7の摩耗量の検出
動作は下記の如くなる。
まず前記制御回路15は、前記ドライバ17を
通じクラツチコイル6を励磁すると共に、前記タ
イマー16を起動し、該タイマー16が時間T1
の経過を示した時点で上記励磁を停止する。この
時間T1は前記クラツチライニング7が前記クラ
ツチ摩擦部材3に接するに必要な時間が設定され
る。
次に、前記制御回路15は前記タイマー16を
リセツトし、再スタートさせ、前記フライホイー
ル回路のD2,R1を通じて流れるクラツチコイ
ル電流が流れなくなる時間T2が前記タイマー1
6により計時された時、前記クラツチコイル6を
再び励磁すると共に前記タイマー16をリセツト
しスタートさせる。
上記に引き続き、前記制御回路15は、前記比
較器20の出力信号Vbの検出を開始し、該信号
Vbが“低レベル”から“高レベル”に反転した
時点で前記タイマー16の結果値を読み込み、該
結果値が設定時間T以下であれば“正常”(第4
図曲線I)であり、前記設定時間T以上であれば
摩耗量大(第4図曲線)と判断する。
上述のクラツチライニング7の摩耗量の検出の
原理は、以下による。すなわち、クラツチコイル
6のインダクタンスLはその磁気回路のパーミア
ンスPに比例して変化し、そのパーミアンスPは
鉄心部の磁気飽和がなければギヤツプ部の距離の
変化に応じて大きく変化する。すなわちクラツチ
ライニング7の摩耗が進んでクラツチ摩擦部材3
とクラツチ連結部材5とのギヤツプが小さくなれ
ばパーミアンプPが大きくなり、インダクタンス
Lが大きくなる如く変化する。一方、前記クラツ
チコイル6の励磁電流の立ち上がり時間の目安と
なる時定数τはτ=L/Rで表わされ、この式に
おける直列抵抗Rは一定であるのでτはインダク
タンスLに比例すると言える。
従つて、検出すべき前記クラツチ連結部材5の
端面からのクラツチライニング7の高さGCを治
具などによりセツトした状態において、あらかじ
め時間T経過後の信号Vaが基準電圧VCと一致す
るようにセツトしておけば、通常の使用において
摩耗が促進し規定値に達した事が検出可能とな
る。
第5図に、前述の前記マイコン21の動作をフ
ローチヤートで示している。22で、クラツチラ
イニング7が前記クラツチクラツチ摩擦部材3に
接するように移動させるようダミーの前記クラツ
チコイル6の励磁用パルス信号を時間T1だけ出
力した後、前記クラツチコイル6の電流がほぼ零
となるまでの時間T2だけ待つ。
23で、前記クラツチ連結部材端面からのクラ
ツチライニング7の高さGCの実測のため、時間
クラツチコイル6を励磁すると共に前記タイマー
16をリセツトしスタートし、前記比較器20の
出力信号が“低レベル”から“高レベル”になる
まで待つ。
24で、前記タイマー16を停止し、その結果
を読み込み、該結果T3がT以下であれば正常、
そうでなければ摩耗量大と判断し、以後の動作を
停止するような処理が行なわれる。
ここで、前記T1、あるいはT3なる時間前記ク
ラツチコイル6を励磁すると、その際前記出力軸
がわずか回転する現象が生ずるが、この対策とし
て当クラツチライニング7の高さGCの測定中前
記ブレーキコイル10を励磁する方法を用いれば
本発明はさらに有効に実現される。
又、通常前記ライニングの摩耗は急激に生ずる
ものでなく、従つて電源をオンした直後に1回判
定し、その後は前記制御回路15は前記タイマー
16に関係なくドライバ7を介して前記クラツチ
コイル6を駆動するという方式が本発明の有効な
一つの実現手段となると言える。
以上述べたように、本発明は、まず時間T1
間前記クラツチコイルを励磁した後、時間T2
間待つという、いわゆるダミーの区間を設け、そ
の磁気回路を初期化した後、前記クラツチライニ
ング7の高さGCの変化にともなうパーミアンス
の変化をコイルのインダクタンスの変化としてと
らえ、従つて前記クラツチコイルへの励磁電流が
規定値に達するまでの時間T3を検出する事によ
り前記クラツチライニング7の高さGCを検出す
るものであり、従来の如く発熱あるいは出力軸の
暴走による危険を未然に防止でき、また前記クラ
ツチ摩擦部材表面が損傷する前に検出できるので
サービスにおいても有利であり、しかも単純な回
路構成で、安価に提供できるという多大なる効果
を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は電磁クラツチモーターの断面図、第2
図は本発明の電磁駆動装置のブロツク図、第3図
は同装置に用いる摩耗検出手段の回路図、第4図
は同回路の動作説明図、第5図は同摩耗検出の動
作説明図である。 2……モーター軸、3……クラツチ摩擦部材、
4……固定鉄心、5……クラツチ連結部材、6…
…クラツチコイル、7……クラツチライニング、
8……出力軸、15……制御回路、16……タイ
マー、17……ドライバ、18……モーター、1
9……電流測定回路、20……比較器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 常時高速運転を行なうモーターと、このモー
    ターの一部に配置した磁性体金属よりなるクラツ
    チ摩擦部材と、出力軸に配置し前記クラツチ摩擦
    部材に対向した位置にクラツチライニングを担持
    したクラツチ連結部材と、前記クラツチ摩擦部材
    との間に適当なギヤツプを設けて配置した固定鉄
    心と、この固定鉄心の中央部に前記クラツチ摩擦
    部材と前記固定鉄心間に磁路を形成する如く配置
    したコイルと、このコイルに通電することにより
    前記クラツチ摩擦部材とクラツチ連結部材とをク
    ラツチライニングを介して圧接係合させ、前記モ
    ーターの回転力を前記出力軸に伝達する如く前記
    コイルを励磁する制御手段と、前記クラツチライ
    ニングの摩耗代を検出するための摩耗検出手段と
    より成り、前記摩耗検出手段は、前記コイルを励
    磁するためのドライバと、この励磁を開始した時
    点から時間の測定を開始するタイマーと、前記コ
    イルへの電流値を測定するための電流測定手段
    と、この間前記電流測定値と規定電流値との比較
    を行なう比較器とにより構成し、この比較器の出
    力が反転した時点で前記タイマーを停止し、タイ
    マーにより測定された経過時間が設定値以上に達
    したことにより、前記クラツチライニングの規定
    量以上の摩耗代を検出するようにした電磁駆動装
    置。
JP57080426A 1982-05-12 1982-05-12 電磁駆動装置 Granted JPS58196332A (ja)

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JP4613182B2 (ja) * 2007-05-14 2011-01-12 三菱電機株式会社 ブレーキ装置

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