JPS633175B2 - - Google Patents

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JPS633175B2
JPS633175B2 JP56070903A JP7090381A JPS633175B2 JP S633175 B2 JPS633175 B2 JP S633175B2 JP 56070903 A JP56070903 A JP 56070903A JP 7090381 A JP7090381 A JP 7090381A JP S633175 B2 JPS633175 B2 JP S633175B2
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JP
Japan
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rotor
hub
stator
coil spring
winding
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JP56070903A
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JPS57186627A (en
Inventor
Toshiaki Yamada
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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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Publication of JPS633175B2 publication Critical patent/JPS633175B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/10—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
    • F16D27/105—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with a helical band or equivalent member co-operating with a cylindrical coupling surface
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P15/00—Arrangements for controlling dynamo-electric brakes or clutches
    • H02P15/02—Conjoint control of brakes and clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D2027/005—Details relating to the internal construction of coils or to clutches having more than one coil in the same housing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスプリングクラツチに関する。
従来のスプリングクラツチは第１図に示すごと
く軸受４により回転自在に支持され、Ｖ溝２を有
する駆動部１の端面に対向して配置したアーマチ
ユア８と負荷軸６に嵌挿されたハブ７に先端を係
合したコイルバネ９を有し、負荷機械のフランヂ
部５に固定され前記駆動部１の断面コ字型環状溝
に収納された電磁石３により構成されている。
前記従来例のクラツチにおいて、駆動部１が外
部動力（図示せず）によりＶ溝２を経て回転され
ているとき、電磁石３への通電により駆動部１の
端面にアーマチユア８が吸収され摩擦係合しなが
らコイルバネ９を巻締める動作を始める。コイル
バネの他の一端は前記ハブ７に係合され、軸６に
は負荷が掛つているためコイルバネ９は、駆動部
１の先端円筒部とハブ７とに巻付き、これらを一
体回動させる。
上記従来例では連結回動中の負荷変動、例えば
自動車用空調機の圧縮機等の場合、回転角により
負荷所要トルクが異なる脈動負荷であることおよ
び、自動車のエンヂンを動力源として用いる関係
上、急激な加速、減速が走行条件により頻繁に行
なわれ、その都度、駆動側速度が著るしく変動す
る。このような変動、脈動の度ごとに負荷機械の
軸６に固定されたハブ７は負荷機械側の変動トル
クと慣性に呼応し、一方コイルバネ９の他の一方
を係合するアーマチユア８はＶ溝２より、急変す
るエンヂンからの変化に従つてその回転速度を脈
動、変動させるため、コイルバネ９は両端からの
影響をもろに受け、弛張動作をくり返すことにな
る。従つて一体回動しているハブ７の円筒部と、
駆動部１の先端円筒部が前記コイルバネ９の締付
作用のユルミによりスリツプを発生し、異常発
熱、異常摩耗を促進する原因となつていた。ま
た、従来例ではクラツチの連結動作において、駆
動部１の端面とアーマチユア８の摩擦係合部、コ
イルバネ９と駆動部１の円筒およびハブ７の摩擦
係合部の２カ所を有しており、特に磁気回路を構
成する電磁石３の継鉄部と駆動部１およびアーマ
チユア８は良磁性材で構成されるため、その硬度
を高く望めず、連結の度毎あるいは前記異常スリ
ツプの度ごとに摩耗を促進させ著るしく寿命を短
縮すると言う欠点を有しており、また前記磁気材
料および磁路の構成の方法によつては、ヒステリ
シスの影響を受け、クラツチ解放時、アーマチユ
アの復帰動作がわるくコイルバネ９の不完全復帰
による不完全摩擦係合が発生し、異常摩耗を起こ
すと同時に負荷機械の軸を折損するに及ぶ波動衝
撃を発生する等多くの欠点を有していた。
本発明は上記従来例の欠点に鑑みてなされたも
ので、スプリングクラツチの長所を活用し、負荷
変動に影響されない安定した機構のクラツチを提
供することにある。
次に本発明の実施例を図面とともに説明する。
尚、前記従来例の構成部品と共通する部分の説明
は省略し、同一部材は同一番号を使用する。
第２図において、負荷機械５に固定され、巻線
を有する固定子１３と、巻線を持つ回転子１１が
所定のエアーギヤツプを置いて対向配置されてい
る。前記回転子１１は固定子１３のフランヂ延長
部に軸受を介して回動自在に支持されている。負
荷軸６にはキー１２を挿入して固着されるハブ７
と、軸受４を介してプーリー２および前記回転子
１１に一端を係合して、他端をプーリー２に係合
したコイルバネ９の外周を覆うバネガイド１０
が、プーリー２と一体固着された状態で嵌挿され
ている。上記構成の実施例においてプーリー２が
外部動力により回転しているとき、軸受４を介し
てバネカバー１０、コイルバネ９、およびコイル
バネ９の一端に係合された回転子１１は一体回動
している。このとき固定子１３には通電されてお
らず、従つて回転子１１との間に誘導作用が発生
せず、コイルバネ９は捩り応力を受けることはな
い。また回転子１１は慣性を極めて小さく構成す
ることができ、前記プーリー２が外部動力を受け
て回動し始める初期加速時において、前記回転子
１１の慣性によりコイルバネ９が捩れ減径を起
し、ハブ７に接触するようなことはなく、コイル
バネ９の捩り荷重を含めて、高速、高頻度の使用
条件に適した設定をすることができる。
次に、固定子１３に通電すると回動中の前記回
転子１１との間に誘導作用が発生し、コイルバネ
９の捩り荷重に打ち勝つ、回転子１１の回転を妨
げようとする方向の力が作用し、プーリー２の回
転速度との間に速度差を生じさせ、コイルバネ９
が減径巻締動作に移り、ハブ７を巻締めプーリー
２と連結され一体回動を始める。
上記連結時、プーリー２が外部動力を受けて高
速で回転している場合においてもコイルバネ９の
一端に係合された回転子１１の負荷トルクによる
固定子１３との誘導結合部のすべりを保つ構成で
は、従来例の如き高速連結時におけるアーマチユ
ア８の摩擦摺動時のコイルスプリングの弛張によ
る波動的衝撃はまつたく発生しない。
次に連結時の負荷変動について説明する。
従来例では、前記コイルバネ９の一端を負荷機
械軸６に固着したハブ７に係合していたため、負
荷の変動が直接コイルバネ９の弛張動作につなが
つていた。本発明の実施例では前述の如くプーリ
ー２と回転子１１にコイルバネ９の両端を係合
し、固定子１３と回転子１１の誘導作用による緩
衝スベリ結合であり、従つて、外部動力の回転数
と、誘導結合の強さによりコイルバネ９の締付力
が定まり負荷の変動による影響は全く受けること
はない。
第３図〜第７図は本発明の他の実施例を示した
もので、図面に従い簡単に説明する。
前記第２図の実施例においては、回転子１１の
巻線を円周方向に整数の極を構成するよう配置す
ることにより、固定子１３の巻線は、磁束を発生
する構成のものであれば極数あるいは配列を自由
に選定することができ、例えばいま固定子１３が
直流により一定の磁束を発生しているとした場
合、回転子が単位時間内に切る磁束量は回転数に
比例する。従つて、外部動力により回転している
回転子１１は、固定子１３の磁束密度が不変であ
つても第３図に示す如く、回転数に比例して磁束
を切る量が増し、固定子１３との連結エネルギー
Ｐは増大する。
第４図は第２図の実施例において、固定子１３
の磁束量が不変の場合において、回転子１１の回
転電気角速度と固定子１３の回転あるいは脈動磁
界との速度差、すなわちスベリを多くした場合、
回転子が機械的角度で１回転する間に回転子巻線
と交叉する磁束が増加するため、トルクが増加す
ることを示している。
第５図はスベリを一定に保つため固定子磁極を
複数極構成するよう巻線を配列し（図示せず）、
固定子巻線に交流、脈流あるいは直流パルスを供
給し、前記固定子巻線への供給電圧の周波数を、
外部動力により駆動されている回転子１１の回転
電気角速度（巻線により異なるが同芯巻、集中巻
の場合極が構成されると見なせる。また連続分布
巻では相互の導体が磁束を打ち消し合うため利用
できない。）より遅れ位相を持つように、回転の
回転変動に対応した信号により発生させるコンバ
ーターを用いて前記スベリを一定に保つようにし
ている。これによりトルクが一定となり、従つて
連結エネルギー（出力）は回転数に比例した定ト
ルク型特性が得られる。
第６図は定出力型誘導連結の場合を示し、第５
図の場合と同様に前記コンバーターの周波数を回
転子の回転速度が高くなるに従い、スベリを減少
させることにより得られる特性を示す。
また前記の方法以外にスベリを制御する方法と
して固定子１３の極数切換による方法がある。
第７図は本発明のクラツチの回転子の実施例を
示し、軸受４により支持される回転子１１の本体
部は巻線１４および抵抗１５、冷却フアン１６を
一体に成型した構成であり、巻線１４はマグネツ
トワイヤーを巻回して構成する以外に蒸着等の方
法により構成することもできる。抵抗１５は前巻
線１４の両端に接続され、回転子導体の閉回路の
抵抗を高く設定し、誘導結合トルクの安定と巻線
の銅量低減の効果を持ち、回転子１１の慣性を小
さくすることにも効果を発揮している。
以上の如く本発明は従来のスプリングクラツチ
に固有の欠点である連結時の衝撃、負荷変動、脈
動によるコイルバネの弛張共振、不完全連結およ
び不完全離れ等がなく安定した連結動作と、誘導
結合部の広範囲な応用展開によりさまざまな特性
をもつ負荷との連結に適合させることができ、そ
の効果は顕著なものがある。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来例のスプリングクラツチの断面
図、第２図は本発明の実施例を示すクラツチの部
分断面図、第３図〜第６図は本発明の実施例によ
るクラツチの特性曲線図、第７図は本発明のクラ
ツチの回転子の実施例を示す部分断面図である。 １……駆動部、２……Ｖ溝、３……電磁石、４
……軸受、５……負荷機械、６……負荷軸、７…
…ハブ、８……アーマチユア、９……コイルバ
ネ、１０……バネガイド、１１……回転子、１２
……キー、１３……固定子、１４……回転子巻
線、１５……抵抗、１６……フアン。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 巻線を備えた固定子と、この固定子に近接し
    て対向し、同固定子に対して回転自在に支持され
    た回転子と、外部動力源によつて回転駆動される
    駆動部と、負荷側の軸に固定されたハブと、この
    ハブの外周に巻回され、一端を回転子側に、他端
    を駆動部側に係止して、上記回転子と駆動部との
    相対的回転により上記ハブを締め付けて駆動部と
    ハブを結合するコイルバネとからなるスプリング
    クラツチにおいて、前記回転子に、前記固定子か
    ら発生する変動磁界を受け、磁力作用に於ける吸
    引、反撥、磁気スベリ現象を呈する誘導二次巻線
    を設けたことを特徴とするスプリングクラツチ。
JP56070903A 1981-05-12 1981-05-12 Spring clutch Granted JPS57186627A (en)

Priority Applications (2)

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JP56070903A JPS57186627A (en) 1981-05-12 1981-05-12 Spring clutch
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JPS633175B2 true JPS633175B2 (ja) 1988-01-22

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