JPS63293327A - 電磁スプリングクラッチ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電磁スプリングクラッチに関する。

（従来の技術） 従来の電磁スプリングクラッチを第２図と共に説明する
。

第２図（ａ）は電磁コイル５０に非通電時の状態を示す
。第２の回転軸５４は外力（回転力）を受けて回転して
いる。この時アーマチュア５６は軸受５８とは無接触状
態で、かつコイルスプリング６０の両端は第２の回転軸
５４とアーマチュア５６に係止されているので第２の回
転軸５４とコイルスプリング６０、アーマチュア５６は
一体となって回転し、第１の回転軸５２は静止状態を保
つ。この状態で電磁コイル５０に通電すると、第２図（
ｂ）に示すようにフィールドコア６２〜アーマチユア５
６〜軸受５８を結んだ破線Ｂに示す磁気回路が形成され
、アーマチュア５６の内側端面ば軸受５８に吸引され、
アーマチュア５６の回転に制動力が加わる。するとアー
マチュア５６の回転数は第２の回転軸５４より少な（な
り、次第にコイルスプリング６０は縮径して第１の回転
軸５２と第２の回転軸５４を巻き締める。すると第１の
回転軸５２は第２の回転軸５４と一体となって回転を行
う。上述の電磁スプリングクラッチは電磁コイル５０に
通電した際に第１の回転軸５２と第２の回転軸５４が一
体に回転する構成になっているが、これとは逆に、電磁
コイルに通電した際にはコイルスプリングの巻き締めを
緩め、第１の回転軸と第２の回転軸の一体回転を解除す
る逆作動電磁スプリングクラッチも有る（特願昭６１−
２４４９３８号）。

さらに、所定の回転角度で一体に回転している第１の回
転軸と第２の回転軸の一体回転を解除し、電磁コイルに
通電すると再び両者が一体回転を所定の回転角度まで行
うという電磁スプリングクラッチも有る（特願昭６２−
１７７９０号）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の従来の電磁スプリングクラッチに
は次のような問題点が有る。

まず、コイルスプリングの外周と、アーマチュアの内壁
との間は適宜なりリアランスが有り、又アーマチュア外
周と電磁コイル内壁との間にも適宜なりリアランスが有
る。従ってアーマチュアは前記クリアランスのため回転
軸が一定せず、回転軸が振れてしまい楕円運動をしてし
まう。この時に電磁コイルに通電すると楕円運動してい
るアーマチュアとコイルスプリングの巻き締め又は緩み
が全周一定に行われない。従って、電磁コイルに通電し
た際のクラッチの応答時間や伝達トルクのばらつきが大
きくなり、精密さが要求される機構に用いることができ
ないという問題点が有る。

本願発明者は、電磁コイルを内蔵したフィールドコアと
、該電磁コイル内に配され、電磁コイルに付勢されて軸
方向に移動可能なアーマチュアと、該アーマチュア内を
回転自在に挿通する第１の回転軸と、該第１の回転軸に
同軸に、また第１の回転軸に対しフリー状態に回転自在
に配された第２の回転軸と、前記アーマチュア内におい
て前記第１の回転軸の外周面上と前記第２の回転軸の外
周面上に跨がって配され、前記電磁コイルに通電された
際には前記コイルスプリングが巻き締め、もしくは巻き
締めを緩め、第１の回転軸と第２の回転くを一体に回転
、もしくは第１の回転軸と第２の回転軸の一体の回転を
解除するためのコイルスプリングとを具備する電磁スプ
リングクラッチにおいて、前記アーマチュアの回転時に
おける軸線の振れを防止すべく前記第１の回転軸と第２
の回転軸少なくとも一方のアーマチュア内壁に対応する
部分にアーマチュア内壁と遊滑可能な大径部を設けた電
磁スプリングクラッチを開発し、クラッチ動作の応答時
間、伝達トルクのばらつきの抑制に効果を挙げたが、第
１の回転軸と第２の回転軸に設けた前記大径部が磁性体
で形成されていると、電磁コイルに通電された際に前記
大径部も磁化してアーマチュアを吸着し、アーマチュア
が軸受に吸引される際のブレーキとなりスムーズな動作
が行われずクラッチ動作がばらついてしまう。また、電
磁コイルへの通電をストップした際には前記大径部に残
留磁気が残るのでスムーズなアーマチュアの復帰が行わ
れず、やはりクラッチ動作にばらつきが生じるという問
題点が有る。

従って、本発明は電磁コイルへの電流の通電、遮断に際
しスムーズなアーマチュアの移動が可能な電磁スプリン
グクラッチを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明は次の構成を備える
。

すなわち、電磁コイルを内蔵したフィールドコアと、該
電磁コイル内に配され、電磁コイルに付勢されて軸方向
に移動可能なアーマチュアと、該アーマチュア内を回転
自在に挿通する第１の回転軸と、該第１の回転軸に同軸
に、また第１の回転軸に対しフリー状態に回転自在に配
された第２の回転軸と、前記アーマチュア内において前
記第１の回転軸の外周面上と前記第２の回転軸の外周面
上に跨がって配され、前記電磁コイルに通電された際に
は前記コイルスプリングが巻き締め、もしくは巻締めを
緩め、第１の回転軸と第２の回転を一体に回転、もしく
は第１の回転軸と第２の回転軸の一体の回転を解除する
ためのコイルスプリングとを具備する電磁スプリングク
ラッチにおいて、前記アーマチュアの回転時における軸
線の振れを防止すべく前記第１の回転軸と第２の回転軸
の少なくとも一方のアーマチュア内壁に対応する部分に
アーマチュア内壁と遊滑可能な大径部を設け、該大径部
の少なくとも前記アーマチュアの内壁に臨む部分を非磁
性体で形成もしくは非磁性材料でコーティングしたこと
を特徴とする。

（作用） 作用を第１図と共に説明する。

第１の回転軸２０及び第２の回転軸２８は非磁性体で形
成されているので、両者に設けたアーマチュア３２の真
円運動をガイドする大径部２６ａ、２６ｂにアーマチュ
ア３２が吸着されるのを防止可能となる。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について添付図面と共に詳
述する。

第１図（ａ）において、１０はフィールドコアであり、
断面口の字状をなす磁性材料で形成されており、１対の
相対する面には軸線を一致させた透孔１２ａ、１２ｂが
穿設されており、一方の透孔１２ｂには鉄系オイルレス
メタルで形成された軸受１４が嵌入され、かしめて固定
されている。

１６は電磁コイルであり、フィールドコア１０内部に配
されている。

２０は第１の回転軸であり、非磁性材料で形成されてお
り電磁コイル１６の中心貫通孔２２内に挿通されている
。第１の回転軸２０には後述するコイルスプリング３４
が巻き締められるコイルスプリング巻き締め部２４と、
後述するアーマチュア３２の内壁を支持する大径部２６
ａが外周に形成されている。

２８は第２の回転軸であり、同じく非磁性材料で形成さ
れおり、端部には外力（回転力）が入力される入力ギア
３０が形成され、前記第１の回転軸２０に回動自在に外
嵌されている。第２の回転軸２８にも後述するアーマチ
ュア３２の内壁を支持する大径部２６ｂが形成されてい
る。

３２はアーマチュアであり、磁性材料で形成され、前記
第１の回転軸２０と第２の回転軸２８に跨がって回動可
能に外嵌されており、両端近傍の内壁は前記第１の回転
軸２０と第２の回転軸２８とに設けられた大径部２６ａ
、２６ｂに支持され遊滑可能になっている。

３４はコイルスプリングであり、■端はアーマチュア３
２の軸受１４側端部に、他端は第２の回転軸２８の大径
部２６ｂの近傍に掛止されている。

３６ａ、３６ｂは止め輪であり、前記各構成部材の第１
の回転軸２０上の位置を決めている。

本発明に係る電磁スプリングクラッチは上述の如（構成
されるものであって、次に動作について説明する。

第１図（ａ）は電磁コイルには非通電の状態であり、第
２の回転軸２８の入力ギア３０には不図示の機構から外
力（回転力）が入力されて第２の回転軸２８は所定の方
向に回転している。同時にアーマチュア３２はコイルス
プリング３４を介して第２の回転軸２８と連繋されてい
るので第２の回転軸２８、コイルスプリング３４、アー
マチュア３２の３者は一体に回転している。

この状態において、アーマチュア３２内壁は両端を第１
の回転軸２０と第２の回転軸２８に設けられた大径部２
６ａ、２６ｂにガイドされているのでアーマチュア３２
は回転軸が振れることなく回転している。

そこで電磁コイル１６に通電すると、第１図（ｂ）に示
すように磁性回路が破線Ａの如くフィールドコア１０．
アーマチュア３２軸受１４に形成される。アーマチュア
３２が磁化しても第１及び第２の回転軸２０．２８は非
磁性体で形成されているので磁化されずアーマチュア３
２が軸受１４の方向へスムーズに吸引され、アーマチュ
ア３２の端面と軸受１４の端面が接触し、アーマチュア
３２の回転に制動がかかる。アーマチュア３２の回転数
が落ちると、第２の回転軸２８の回転数との間に差が生
じ、コイルスプリング３４には捻る力がかかりコイルス
プリング３４は縮径し、第１の回転軸２０のコイルスプ
リング締め付は部２４を締め付ける。コイルスプリング
３４の１端は第２の回転軸２８に掛止されているので、
第１の回転軸２０はコイルスプリング３４の巻き締めに
より第２の回転軸２８と一体に回転する。その際アーマ
チュア３２は前述の大径部２６ａ、２６ｂに遊滑可能に
支持されているので、真円運動を行っておりコイルスプ
リング３４の巻き締めは第１の回転軸２０のコイルスプ
リング巻き締め部２４の全周に亘って一定に行われる。

第１の回転軸２０が回転を始めると第１の回転軸２０に
取り付けられた不図示の機構へ第２の回転軸２８へ入力
された力が伝達される。力の伝達の解除は電磁コイル１
６への通電をストップさせればアーマチュア３２がコイ
ルスプリング３４の弾性力により軸受１４より離反する
。この時第１及び第２の回転軸２０．２８は全て磁化し
ていないので、残留磁気も生じないのでアーマチュア３
２はスムーズにｌｌｌｉ反する。コイルスプリング３４
は弾性により拡径され、コイルスプリング３４の第１の
回転軸２０の巻き締めが解除され、第１の回転軸２０の
回転は停止する。

上述の実施例では、電磁コイルに通電された際に第１の
回転軸と第２の回転軸が一体に回転する構造の電磁スプ
リングクラッチについて説明したが、電磁コイルに通電
された際には一体に回転していた第１の回転軸と第２の
回転軸の連結を解除する逆作動電磁スプリングクラッチ
や所定の回転角度で一体に回転している第１の回転軸と
第２の回転軸の一体回転を解除し、電磁コイルに通電す
ると再び両者が一体に所定の回転角度まで回転する構造
の電磁スプリングクラッチにも応用することができる。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例え
ば第１及び第２の回転軸に設けた大径部を別体として両
回転軸に外嵌した構成にし、大径部を非磁性体で形成し
てもよいし、大径部を非磁性材料でコーティングしても
よい等、発明の精神を逸脱しない範囲でさらに多くの改
変を施し得るのはもちろんである。

（発明の効果） 本発明の電磁スプリングクラッチを用いると、電磁コイ
ルの通電時にアーマチュアの内壁と接している第１及び
第２の回転軸の接触部分が磁化することがなく、また電
磁コイルへの通電を停止した際に第１及び第２の回転軸
に残留磁気が残らないのでアーマチュアの吸引、離反が
スムーズに動作させることができる。従って、クラッチ
動作が、電磁コイルのスイッチ操作に対してスムーズに
行うことができ、精密な動作も可能となる等の著効を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電磁スプリングクラッチの側面
断面図、第２図は従来の電磁スプリングクラッチの側面
断面図である。 １０・・・フィールドコア、　　１６・・・電磁コイル
、　２０・・・第１の回転軸、 ２６ａ、２６ｂ−・・大径部、　２８・−・第２の回転
軸、　３２・・・アーマチュア、３４・・・コイルスプ
リング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．電磁コイルを内蔵したフィールドコアと、該電磁コ
   イル内に配され、電磁コイルに付勢されて軸方向に移動
   可能なアーマチュアと、該アーマチュア内を回転自在に
   挿通する第１の回転軸と、 該第１の回転軸に同軸に、また第１の回転 軸に対しフリー状態に回転自在に配された第２の回転軸
   と、 前記アーマチュア内において前記第１の回 転軸の外周面上と前記第２の回転軸の外周面上に跨がっ
   て配され、前記電磁コイルに通電された際には前記コイ
   ルスプリングが巻き締め、もしくは巻締めを緩め、第１
   の回転軸と第２の回転軸を一体に回転、もしくは第１の
   回転軸と第２の回転軸の一体の回転を解除するためのコ
   イルスプリングとを具備する電磁スプリングクラッチに
   おいて、前記アーマチュアの回転時における軸線の振れ
   を防止すべく前記第１の回転軸と第２の回転軸の少なく
   とも一方のアーマチュア内壁に対応する部分にアーマチ
   ュア内壁と遊滑可能な大径部を設け、該大径部の少なく
   とも前記アーマチュアの内壁に臨む部分を非磁性体で形
   成もしくは非磁性材料でコーティングしたことを特徴と
   する電磁スプリングクラッチ。