JP2019108986A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁石や永久磁石をそれぞれ１つ用いるだけで、動力伝達状態の切り替えを行えるようにした動力伝達装置を提供する。【解決手段】駆動力の伝達経路に配置された出力軸１と入力軸２の間の連結状態と解放状態とを切り替えて駆動力の伝達を制御すべく、入力軸２に進退可能且つ一体回転可能に配置され、前進により入力軸２と出力軸１の間を連結する一方、後退により入力軸２と出力軸１の間を解放状態とするアーマチャ４と、第１の磁路Ａおよび第２の磁路Ｂと、第１の磁路Ａと第２の磁路Ｂが共に通過する位置に１箇所配置され、アーマチャ４が出力軸１側にあるときに第１の磁路Ａに沿って生成する磁束Ｈ１によりアーマチャ４を出力軸１側に吸引して保持し、アーマチャ４が反出力軸１側にあるときに第２の磁路Ｂに沿って生成する磁束Ｈ２によりアーマチャ４を反出力軸１側に吸引して保持する永久磁石５と、電磁石６と信号増幅部Ｄとを備えて構成した【選択図】図１

Description

本発明は、部材間の連結状態と解放状態とを永久磁石及び電磁石が発生する磁力を利用して切り替える、いわゆるワンショット型の動力伝達装置に関する。

この種の動力伝達装置として、例えば特許文献１に示すものが知られている。このものは、駆動力の伝達経路に接離自在に配置された部材間の連結状態と解放状態とを切り替えることにより前記駆動力の伝達を制御する動力伝達装置において、強磁性を有すると共に、前記部材間に進退移動自在に設けられ、前進により前記部材間を連結状態とする一方、後退により前記部材間を解放状態とする可動板と、前記可動板の前進側及び後退側にそれぞれ配置され、該可動板を吸引する磁力をそれぞれ発生することにより前記可動板の前進及び後退を保持する永久磁石と、前記可動板を進退移動させる吸引力を電磁力により発生する電磁石と、前記永久磁石による前記可動板に対する保持力よりも大きな吸引力で該可動板を進退移動させるように、前記電磁石に対して電流を供給することにより電磁力を発生させる電源機構と、前記可動板を進退移動させるときに前記電源機構から前記電磁石に電流を供給するように制御する電源制御機構とを備えて構成されている。

このような構成によれば、部材間の連結状態と解放状態とを永久磁石の磁力を用いて可動板の前進及び後退を保持することにより行うことによって、駆動力の伝達及び伝達停止を永久磁石の磁力だけで維持することができる。これにより、部材間の連結状態（駆動力の伝達）と解放状態（駆動力の伝達停止）とを維持するための電力は不要となる。一方、消費電力がかかる電磁石に電流を供給して電磁力を発生させる場合は、部材間の連結状態（駆動力の伝達）と解放状態（駆動力の伝達停止）とを切り替える場合だけであり、この場合にだけ電源制御機構が電流を供給するように電源機構を制御している。この結果、電力を消費する時間が短いため、動力伝達装置の消費電力を低減することが可能になる。
特許第４９９２３８４号公報

しかしながら、上記従来の構成では、電磁石として可動板の前進側に磁束を発生させるものと、可動板の後退側に磁束を発生させるものの２つが必要となって、それぞれ異なる位置に配置しなければならなくなる。電磁石は必要な電力に対して鉄心やコイルにある程度の大きさを要するため、このような構成では装置全体の小型化やコストダウンが必要なときに対応が難しくなり、また２つの電磁石を駆動するため駆動装置も相応に複雑なものになる。

加えて、可動板の前進側と後退側にそれぞれ永久磁石を設けるとなると、さらにコンパクト化を阻害し、コストを増大させる要因となる。

本発明は、このような課題に着目し、電磁石や永久磁石をそれぞれ1箇所に設けるだけで、動力伝達状態の切り替えをいわゆるワンショットで適切に行えるようにした動力伝達装置を提供することを目的としている。

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明の動力伝達装置は、駆動力の伝達経路に配置された第１部材と第２部材の間の連結状態と解放状態とを切り替えることにより前記駆動力の伝達を制御する動力伝達装置において、強磁性を有すると共に、前記第２部材に進退可能且つ一体回転可能に配置され、前進により第１部材、第２部材間を連結する一方、後退により第１部材、第２部材間を解放状態とする可動体と、可動体を含んで当該可動体の前進側または後退側にそれぞれ形成される第１の磁路および第２の磁路と、前記第１の磁路と前記第２の磁路が共に通過する位置に１箇所配置され、前記可動体が前記第１部材側にあるときに前記第１の磁路に沿って生成する磁束により当該可動体を第１部材側に吸引して保持し、前記可動体が反第１部材側にあるときに前記第２の磁路に沿って生成する磁束により当該可動体を反第１部材側に吸引して保持する永久磁石と、前記永久磁石が前記第１の磁路又は前記第2の磁路の何れか一方に生成する磁束に対し、正、逆方向に励磁されることによってこれを増減させる位置に１箇所配置される電磁石と、電磁石を正方向に励磁することによって、磁束が増減される側の吸引力を増大して磁束が増減される側と反対側に吸引保持されている前記可動体を引き寄せ、電磁石を逆方向に励磁することによって、磁束が増減される側に吸引保持されている可動体の保持力を低減して磁束が増減される側と反対側の磁束による吸引力で可動体を離間させる駆動部とを具備することを特徴とする。ここに言う駆動部は、電磁石駆動部の意である。

このようにすれば、駆動部が電磁石を励磁していないときは、可動体を永久磁石によって前進側または後退側に安定して吸引保持しておくことができる。一方、駆動部が電磁石を正方向に励磁すると、離隔位置に吸引保持されている可動体を引き寄せて吸着位置が反転し、さらに駆動部が電磁石を逆方向に駆動すると、吸着保持している可動体が釈放されて可動体の吸着位置が再び反転することになる。

このように、本発明によれば永久磁石、電磁石をそれぞれ１箇所に設けるだけで、動力伝達状態の切替時にのみ電磁石を励磁するワンショットクラッチ／ブレーキを適切に構成することができ、構成要素を少なくして、コンパクト化およびコストダウンを図ることができる。

この場合、可動体の動作をより確実に行わせるためには、電磁石を正方向に励磁した際に、磁束が増減される側と反対側の磁束により吸引保持されている前記可動体に対する保持力を同時に低減させ、電磁石を逆方向に励磁した際に、磁束が増減される側と反対側の磁束による吸引力を同時に増大させるように構成していることが望ましい。

構造のコンパクト化と磁束の増減の実効性をより高めるためには、電磁石による磁束を、磁束が増減される側の磁路に沿って発生させるようにしていることが好ましい。

この場合、磁束が増減される側と反対側へ可動体を移動させる際の移動力をより有効に高めるためには、電磁石により磁束が増減される側の磁路に対し、電磁石により磁束が増減される側と反対側の磁路の磁路長を短くしていることが特に効果的である。

同様の趣旨で、電磁石が磁束を弱めた際に可動体の離隔を促す位置に機械バネを設けているものが効果的である。

以上説明した本発明によれば、永久磁石、電磁石をそれぞれ１箇所に設けるだけで、動力伝達状態の切替時にのみ電磁石を励磁するいわゆるワンショットクラッチ／ブレーキを適切に構成することができ、これにより構成要素を少なくして、コンパクト化およびコストダウンを図ることが可能となる。

本発明の一実施形態を示す概略的な構成図。 同実施形態の作用説明図。 同実施形態の作用説明図。 同実施形態の作用説明図。 同実施形態の作用説明図。 同実施形態の変形例を示す図。 本発明の他の実施形態を示す概略的な構成図。 同実施形態の作用説明図。 同実施形態の作用説明図。 本発明の更に他の実施形態を作用とともに示す概略的な構成図。 本発明の更に他の実施形態を作用とともに示す概略的な構成図。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。

図１に示す動力伝達装置は、駆動力の伝達経路に沿って第１部材である第１入出力軸１および第２部材である第２入出力軸２を筺体３に取り付け、これら両軸１、２の間の連結状態と解放状態とを切り替えることによって前記駆動力の伝達を制御する。このために、筺体３内に可動体たるアーマチャ４、永久磁石５、電磁石６を備え、クラッチ装置やブレーキ装置、或はクラッチ・ブレーキ装置として利用可能としたものである。以下、第１入出力軸１を出力軸、第２入出力軸２を入力軸とし、図中左方向を前方、右方向を後方として説明を行う。

筺体３は、円柱形状（枠形状）の外形を有するもので、回転駆動力であるトルクの入力側に配置された枠構成部材であるカップ状のヨーク７と、トルクの出力側に配置された枠構成部材である第１磁極８とを備える。ヨーク７は、中心部に貫通穴７１ａを有するボス部７１と、ボス部７１の前端側に拡開する円環状の鍔部７２と、鍔部７２の外周側に連なる円筒状の外周部７３とを有するもので、ボス部７１の内周に軸受２１を配置して入力軸２を回転可能に支持している。この実施形態の入力軸２は中実軸で、延出部２２がヨーク３を貫通した位置にまで延出している。また、第１磁極８は、前記ヨーク７の鍔部７２に対向する位置に設けられた円環状のものである。

一方、この実施形態の出力軸１は中空軸で、前記入力軸２の延出部２２に軸受１１を介して回転可能に軸承されている。すなわち、入力軸２と出力軸１とは軸受１１を介して軸支し合う関係とされている。出力軸１の軸端部には磁性材からなる回転部１２が一体に取り付けられており、この回転部１２はヨーク７の内空に挿入されて、外周が前記第１磁極８の内周８ａに微小ギャップを隔てて対向されている。

また、ヨーク７の外周部７３には、円環状の第２磁極７４が永久磁石５とともに一体に配置されている。第２磁極７４はヨーク７の鍔部７２に対向し、かつ、第１磁極８に対向しており、第１磁極８よりもヨーク７の鍔部７２側へ変位した位置に配置されて、ヨーク７の外周部７３の内面に永久磁石５とともに固定されている。

一方、アーマチャ４は、強磁性を有した材料により形成されている。即ちアーマチャ４は、鉄やニッケル、コバルト等の強磁性材料及びこれらを組み合わせた合金、これらの一種以上を含む合金等の強磁性材料により形成されている。

アーマチャ４は、円盤部４０の外周側に、出力軸１側および反出力軸１側に突出する突起状の第１被吸着部４１および第２被吸着部４２を円周に沿って設けたもので、内周が入力軸２に一体的に設けたハブ２３に一体回転可能かつ軸方向に移動可能に係合させてある。このような構成は、例えばハブ２３とアーマチャ４との間をキーおよびキー溝で係合させ、或いは、スプライン結合させること等によって容易に実現することができる。アーマチャ４の外周は前記第２磁極７４の内周に微小ギャップを隔てて対向させてある。

そして、回転部１２のうちアーマチャ４の第１被吸着部４１と対向する位置、および、ヨーク７の円盤部７２のうちアーマチャ４の第２被吸着部４２と対向する位置に、それぞれ第１吸着部１０および第２吸着部７０を設定しており、アーマチャ４は第１被吸着部４１が第１吸着部１０に吸着する位置と第２被吸着部４２が第２吸着部７０に吸着する位置との間で進退移動可能とされている。この実施形態では、第１吸着部１０のみがアーマチャ４に向けて周囲から突出する突起状をなしているが、第２吸着部７０側もアーマチャに向けて周囲から突出する突起状に構成してもよい。

このようにして、アーマチャ４の前進側および後退側に、それぞれ第１の磁路Ａおよび第２の磁路Ｂを形成している。より具体的には、第１の磁路Ａはアーマチャ４０、回転部１２、第１磁極８、ヨーク外周部７３、第２磁極７４を周回し、第２の磁路Ｂはアーマチャ４、ヨーク鍔部７２、ヨーク外周部７３、第２磁極７４を周回する位置に形成される。第１の磁路Ａは回転部１２（出力軸１）を通らない構成にしてもよく、また、第２の磁路Ｂは入力軸２を通る構成にしてもよい。

そして、第１の磁路Ａと第２の磁路Ｂがともに通過する位置の１箇所、この実施形態では前記第２磁極７４の外周側に、１つの永久磁石５を配置している。この実施形態の永久磁石５は、外周側がＳ極、内周側がＮ極に磁化されて、外周側から内周側に向かう方向の磁力を発生するように構成されている。勿論、逆方向の磁力を発生するように構成しても構わない。この永久磁石５は、第１の磁路Ａに沿って磁束Ｈ１を発生してアーマチャ４を出力軸１側（前進側）に吸引し、第２の磁路Ｂに沿って磁束Ｈ２を発生してアーマチャ４を反出力軸１側（後退側）に吸引する。なお、ここに言う「１箇所に永久磁石」、「１つの永久磁石」とは、永久磁石要素が機能的に統合して１箇所、１つにまとまっている形態を含むものとする。

また、アーマチャ４の前進側又は後退側の何れか一方の１箇所、この実施形態ではアーマチャの前進側であって前記第1の磁路Ａによって囲まれる位置に、鉄心の回りに電磁石コイルを巻回して構成した電磁石６を１つ配置している。この電磁石６は、一方向に電圧を印加（正方向に励磁）されることによって図５に示すように第1の磁路Ａに沿って永久磁石による磁束Ｈ１と同方向の磁束Ｈ３を生成し、他方向に電圧を印加（逆方向に励磁）されることによって図３に示すように第１の磁路Ａに沿って永久磁石５による磁束Ｈ１と逆方向の磁束Ｈ４を生成する。第１の磁路Ａと第２の磁路Ｂとは第２の磁極７４において磁路が重なっており、磁気的に接続されていることから、電磁石６による影響は第２の磁路Ｂにも及ぶ。すなわち、電磁石６が正方向に励磁された図５の状態では第２の磁路Ｂの一部に永久磁石５による磁束Ｈ２と逆方向の磁束Ｈ５を生成し、逆方向に励磁された図３の状態では第２の磁路Ｂの一部に永久磁石５による磁束Ｈ２と同方向の磁束Ｈ６を生成する。

そして、かかる電磁石６に駆動部である信号増幅部Ｄが接続されている。この信号増幅部Ｄは、アーマチャ４が後退位置にあるときに正方向への励磁指令が入力されることによって、電磁石６を正方向に励磁し、アーマチャ４が後退位置にあるときに逆方向への励磁指令が入力されることによって、電磁石６を正方向に励磁する。入力がないときは非励磁である。このような励磁指令の入力の切り替えは、制御部Ｃによって行われる。すなわち、駆動部である信号増幅部Ｄは、制御部Ｃから入力される信号を増幅して電磁石６に電圧印加を行うように構成されている。

上記において、電磁石６を設ける第１の磁路Ａ側に比して、電磁石６を設けない第２の磁路Ｂ側は、構成要素が少なく構造がコンパクトであって、当該磁路Ｂの磁路長を短くしている。

なお、図中において符号７ｘ、７ｙ、８ｘで示すものは磁極８、７４に設けた拡幅部であり、これら拡幅部７ｘ、７ｙ、８ｘにより磁路幅を拡張して、磁束が通過し易いようにしている。拡幅部７ｘ、７ｙ、８ｘの適宜箇所には、エッジをＲ形状とすることによって出入りする磁束がエッジから漏出することを防止している。

被吸着部４２と第２吸着部７０の間は、ブレーキ機構として利用することもできる。

次に、作動を説明する。先ず、アーマチャ４が図４に示す後退位置にあって非励磁のときは、アーマチャ４の第２被吸着部４２とヨーク７の第２吸着部７０との間のエアギャップがゼロないし極めて小さい状態であるのに比してアーマチャ４の第１被吸着部４１と回転部１２の吸着部１０との間のエアギャップが大きくなるため、永久磁石５が第１の磁路Ａ１に形成する磁束Ｈ１によりアーマチャ４を出力軸１側に引き寄せる力に比して永久磁石５が第２の磁路Ｂに形成する磁束Ｈ２によりアーマチャ４の第２被吸着部４２をヨーク７の第２吸着部７０に吸着する吸着力が大きく、アーマチャ４は後退位置に吸着保持された状態を保って、入力軸２と出力軸１の間が開放された状態となる。

この状態から制御部Ｃより正方向の励磁指令が入力され、信号増幅部Ｄによって電磁石６が励磁されると、図５に示すように永久磁石５によって第１の磁路Ａに形成される磁束Ｈ１と同方向の磁束Ｈ３が第１の磁路Ａに形成され、磁束増大によりアーマチャ４に対する吸引力を高める。このときの電磁石６の磁束は、同時に第２の磁路Ｂに回り込んで永久磁石５が第２の磁路Ｂに形成している磁束Ｈ２と逆方向の磁束Ｈ５を生じさせて、アーマチャ４を第２吸着部７０に吸着させている吸着力を弱める。この結果、アーマチャ４は第２の吸着部７０から釈放されて前進し、図２に示すように吸着先を第１吸着部１０に反転させる。この結果、入力軸２と出力軸１の間が連結される。

制御部Ｃからの励磁指令がなくなり、信号増幅部Ｄからの励磁が非励磁となっても、アーマチャ４の第１被吸着部４１と回転部１２の吸着部１０との間のエアギャップがゼロないし極めて小さい状態であるのに比してアーマチャ４の第２被吸着部４２とヨーク７の吸着部７０との間のエアギャップが大きくなるため、永久磁石５が第２の磁路Ｂに形成する磁束Ｈ２によりアーマチャ４を反出力軸１側（後退側）に引き寄せる力に比して永久磁石５が第１の磁路Ａに形成する磁束Ｈ１によりアーマチャ４の第１被吸着部４１が回転部１２の第１吸着部１０に吸着する吸着力が大きくなり、アーマチャ４は前進位置に吸着保持された状態を保って、入力軸２と出力軸１の間が開放された状態となる。

さらにこの状態で制御部Ｃから逆方向の励磁指令が入力され、信号増幅部Ｄによって電磁石６が励磁されると、図３に示すように永久磁石５によって第１の磁路Ａに形成される磁束Ｈ１と逆方向の磁束Ｈ４が第１の磁路Ａに形成され、磁束減少によりアーマチャ４に対する吸引力を弱める。このときの電磁石６の磁束は、同時に第２の磁路Ｂに回り込んで永久磁石５が第２の磁路Ｂに形成している磁束Ｈ２と同方向の磁束Ｈ６を生じさせて、アーマチャ４を第２吸着部７０側に吸引する吸引力を強める。この結果、アーマチャ４は第１の吸着部１０から釈放されて後退し、図４に示すように吸着先を第２吸着部７０に反転させる。この結果、入力軸２と出力軸１の間が再び開放される。

以上のように、本実施形態の動力伝達装置は、駆動力の伝達経路に配置された第１部材たる出力軸１と第２部材たる入力軸２の間の連結状態と解放状態とを切り替えて駆動力の伝達を制御すべく、強磁性を有すると共に、入力軸２に進退可能且つ一体回転可能に配置され、前進により入力軸２と出力軸１の間を連結する一方、後退により入力軸２と出力軸１の間を解放状態とする可動体たるアーマチャ４と、アーマチャ４を含んでその前進側または後退側にそれぞれ形成される第1の磁路Ａおよび第2の磁路Ｂと、第１の磁路Ａと第２の磁路Ｂが共に通過する位置に１箇所配置され、アーマチャ４が出力軸１側にあるときに第１の磁路Ａに沿って生成する磁束Ｈ１によりアーマチャ４を出力軸１側に吸引して保持し、アーマチャ４が反出力軸１側にあるときに第２の磁路Ｂに沿って生成する磁束Ｈ２によりアーマチャ４を反出力軸１側に吸引して保持する永久磁石５と、永久磁石５が第1の磁路Ａに生成する磁束Ｈ１に対し、正、逆方向に励磁されることによってこれを増減させる位置に１箇所配置される電磁石６と、電磁石６を正方向に励磁することによって、磁束が増減される第１の磁路Ａ側の吸引力を増大して磁束が増減される側と反対側の第２の磁路Ｂ側に吸引保持されているアーマチャ４を引き寄せ、電磁石６を逆方向に励磁することによって、磁束が増減される第１の磁路Ａ側に吸引保持されているアーマチャ４の保持力を低減して磁束が増減される側と反対側の第２の磁路Ｂ側の磁束Ｈ２による吸引力でアーマチャ４を離間させる駆動部たる信号増幅部Ｄとを備えて構成したものである。

このようにすれば、信号増幅部Ｄが電磁石６を励磁していないときは、アーマチャ４を永久磁石５によって前進側または後退側に安定して吸引保持しておくことができる。一方、信号増幅部Ｄが電磁石６を正方向に励磁すると、離隔位置に吸引保持されているアーマチャ４を引き寄せて吸着位置が反転し、さらに信号増幅部Ｄが電磁石６を逆方向に駆動すると、吸着保持しているアーマチャ４が釈放されてアーマチャ４の吸着位置が再び反転することになる。

このように、本発明によれば永久磁石５、電磁石６をそれぞれ１箇所に１つずつ設けるだけで、動力伝達状態の切替時にのみ電磁石６を励磁するワンショットクラッチ／ブレーキを適切に構成することができ、構成要素を少なくして、コンパクト化およびコストダウンを図ることができる。

特に、電磁石６を正方向に励磁した際に、磁束が増減される側と反対側の磁束Ｈ２を弱めてこれにより吸引保持されているアーマチャ４に対する保持力を同時に低減させ、電磁石６を逆方向に励磁した際に、磁束が増減される側と反対側の磁束Ｈ２を強めてこれによる吸引力を同時に増大させるように構成しているので、信号増幅部Ｄが電磁石６を正方向に励磁して離隔位置に吸引保持されているアーマチャ４を引き寄せるときの移動力が増大し、さらに信号増幅部Ｄが電磁石６を逆方向に励磁して吸着保持しているアーマチャが釈放されてアーマチャが離隔するときの移動力が増大して、アーマチャ４の動作をより確実に行わせることができる。

また、電磁石６による磁束Ｈ３、Ｈ４を、磁束が増減される側の磁路すなわち第１の磁路Ａに沿って発生させるようにしているので、永久磁石５の磁路を有効利用して、構造のコンパクト化と磁束の増減の実効性を効果的に高めることができる。

さらに、電磁石６により磁束が増減される側の磁路すなわち第１の磁路Ａに対し、電磁石６により磁束が増減される側と反対側の磁路すなわち第２の磁路Ｂの磁路長を短くしているので、漏れ磁束や磁気損失等が抑えられ、磁束が増減される側と反対側へアーマチャ４を移動させる際の移動力を有効に高めることができる。

さらにまた、アーマチャ４に出力軸１側および反出力軸１側に向けて突出する突起状の被吸着部４１、４２を設け、出力軸１側に被吸着部４１に対向する突起状の吸着部１０を設けているので、突起の高さや幅等を通じて、磁束密度ひいては吸引力を所望の値に設定することが容易となる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、図示例に限定されるものではない。

例えば、上記の構成では、可動体であるアーマチャ４の前進側に電磁石６を配置したが、後退側に電磁石を配置してもよい。また、上記の構成では、駆動力の伝達経路に配置される第１部材として出力軸１を、第２部材として入力軸２を設定し、入力軸２にブレーキ力を付与し得る構成としたが、これに限定されるものではなく、符号１を入力軸、符号２を出力軸として構成してもよい。この場合にも、電磁石は可動体であるアーマチャ４に対して前後何れの側に配置しても構わない。

また、上記実施形態では第１部材（出力軸）と第２部材（入力軸）とが軸支し合う関係として構成されたが、このような構成に限定されず、第１部材（入／出力軸）と第２部材（入／出力軸）が対向する関係として構成しても構わない。

さらに、上記実施形態では、第１の磁路が第１部材（出力軸）と一体に回転する回転部１２を通るように構成されたが、このような構成に限定されず、第1部材（出力軸）やこれと一体に回転する回転部を通らないように構成することもできる。

さらにまた、上記実施形態では可動体が後退したときにブレーキが掛かるように構成されたが、クラッチとして構成する際には、可動体が後退した際に第２部材（入力軸）に設けたストッパに当接して停止するように構成することもできる。このような構成も反第1部材側に吸着する態様に含まれる。

また、上記実施形態の駆動装置は電圧電源を用いるものとして説明したが、電流電源を用いて構成しても構わない。電流電源を用いれば、電磁石コイルに確実に所要の電流を流すことができる。ただ、電流電源を用いるとコスト高になる点で、電圧電源は優位性を有する。

電圧電源の場合、電流値は磁路長やエアギャップ等に依存することもあって、特に前進位置からアーマチャが後退する際には、磁力を担保して確実に動作させることが肝要である。ただ、正逆何れの方向に励磁する場合にも同じ電圧値を極性を変えるだけで印加できるように各部を調整することが望ましい。

しかし、動作が不安定な動作領域が生じる可能性があれば、電圧値を異ならせる対応も必要に応じて採用することも考えられる。

或は、他の対処法として、図６（ａ）に示すように、電磁石６が磁束を弱めた際に可動体の離隔を促す位置に機械バネ９を設けることが有効となる。このようにすれば、可動体であるアーマチャ４が移動し始めるときの不安定な領域を機械バネ９の助勢によって確実に動作させることができる。

また、上記実施形態では、可動体であるアーマチャ４に第１部材側および第２部材側に向けて突出する突起状の被吸着部４１、４２を設け、第１部材側に前記被吸着部４１に対向する突起状の吸着部１０を設けたが、図６（ｂ）に示すように反第１部材側においてもアーマチャ４を吸着する吸着部７０を突起状のものにしてもよい。これにより、アーマチャ４が後退するときの磁束密度を高め、より適切に動作させることができる。え

さらにまた、上記実施形態では可動体を収容する筐体３側、より具体的にはヨーク７に一体とされた第２磁極７４の外周側に永久磁石５を設けたが、第１の磁路Ａと第2の磁路Ｂがともに通過する位置の１か所であれば、第２磁極７４の途中や内周側、前後面側に設けてもよいし、可動体であるアーマチャ４側の外周部に設けても構わない。

図７〜図９は、上記永久磁石５を第２磁極７４の後端面とヨーク７の鍔部７２との間に設けた例を示している。この永久磁石５は、後方がＳ極、前方がＮ極となるように磁化されていて、可動体であるアーマチャ４の前方に形成される第１の磁路Ａはヨーク７の鍔部７２の一部を含んで構成され、逆にアーマチャ４の後方に形成される第２の磁路Ｂはヨーク７の外周部７３を含まずに構成されている。すなわち、第１の磁路Ａの磁路長に比して、第２の磁路Ｂの磁路長はより短くなるように構成されている。永久磁石５は平板磁石によって構成される。

具体的には、駆動力の伝達経路に配置された第１部材たる出力軸１と第２部材たる入力軸２の間の連結状態と解放状態とを切り替えて駆動力の伝達を制御すべく、強磁性を有すると共に、入力軸２に進退可能且つ一体回転可能に配置され、前進により入力軸２と出力軸１の間を連結する一方、後退により入力軸２と出力軸１の間を解放状態とする可動体たるアーマチャ４と、アーマチャ４を含んでその前進側または後退側にそれぞれ形成される第1の磁路Ａおよび第2の磁路Ｂと、第１の磁路Ａと第２の磁路Ｂが共に通過する位置に１箇所配置され、アーマチャ４が出力軸１側にあるときに第１の磁路Ａに沿って生成する磁束Ｈ１によりアーマチャ４を出力軸１側に吸引して保持し、アーマチャ４が反出力軸１側にあるときに第２の磁路Ｂに沿って生成する磁束Ｈ２によりアーマチャ４を反出力軸１側に吸引して保持する永久磁石５と、永久磁石５が第1の磁路Ａに生成する磁束Ｈ１に対し、正、逆方向に励磁されることによってこれを増減させる位置に１箇所配置される電磁石６と、電磁石６を正方向に励磁することによって、磁束が増減される第１の磁路Ａ側の吸引力を図９に示す電磁石６の磁束Ｈ３により増大して磁束が増減される側と反対側の第２の磁路Ｂ側に吸引保持されているアーマチャ４を引き寄せ、電磁石６を逆方向に励磁することによって、磁束が増減される第１の磁路Ａ側に吸引保持されているアーマチャ４の保持力を図８に示す電磁石６の磁束Ｈ４により低減して磁束が増減される側と反対側の第２の磁路Ｂ側の磁束Ｈ２による吸引力でアーマチャ４を離間させる駆動部たる信号増幅部Ｄとを備え、信号増幅部Ｄの切り替えを制御部Ｃによって行うように構成したものである。

このようにしても、信号増幅部Ｄが電磁石６を励磁していないときは、アーマチャ４を永久磁石５によって前進側または後退側に安定して吸引保持しておくことができる。一方、信号増幅部Ｄが電磁石６を正方向に励磁すると、離隔位置に吸引保持されているアーマチャ４を引き寄せて吸着位置が反転し、さらに信号増幅部Ｄが電磁石６を逆方向に駆動すると、吸着保持しているアーマチャ４が釈放されてアーマチャ４の吸着位置が再び反転することになる。

このように、図示の構成によっても永久磁石５、電磁石６をそれぞれ１箇所に１つずつ設けるだけで、動力伝達状態の切替時にのみ電磁石を励磁するワンショットクラッチ／ブレーキを構成することができ、構成要素を少なくして、コンパクト化およびコストダウンを図ることができる。

またこの構成においても、電磁石６を正方向に励磁した際に、磁束が増減される側と反対側の磁束Ｈ２を図９に示す電磁石６の磁束Ｈ５により弱めてこれにより吸引保持されているアーマチャ４に対する保持力を同時に低減させ、電磁石６を逆方向に励磁した際に、磁束が増減される側と反対側の磁束Ｈ２を図８に示す電磁石６の磁束Ｈ６により強めてこれによる吸引力を同時に増大させるように構成しているので、信号増幅部Ｄが電磁石６を正方向に励磁して離隔位置に吸引保持されているアーマチャ４を引き寄せるときの移動力が増大し、さらに信号増幅部Ｄが電磁石６を逆方向に励磁して吸着保持しているアーマチャが釈放されてアーマチャが離隔するときの移動力が増大して、アーマチャの動作をより確実に行わせることができる。

また、電磁石６による磁束Ｈ３、Ｈ４を、磁束が増減される側の磁路すなわち第１の磁路Ａに沿って発生させるようにしている点も同様であって、永久磁石５の磁路を有効利用して、構造のコンパクト化と磁束の増減の実効性を効果的に高めることができる。

さらに、電磁石６により磁束が増減される側の磁路すなわち第１の磁路Ａに対し、電磁石６により磁束が増減される側と反対側の磁路すなわち第２の磁路Ｂの磁路長をさらに短くしているので、漏れ磁束や磁気損失等が一層抑えられ、磁束が増減される側と反対側へアーマチャ４を移動させる際の移動力をより有効に高めることができる。

吸着部や被吸着部の突起形状による効果についても上記に準ずるものである。

さらにまた、上記以外の構成例として、図１０、図１１に示すものは、第１部材１０１の円盤状の回転部１１２に対し、第２部材１０２の端面を対向させて駆動力の伝達経路を形成するとともに、第２部材を第１部材１０１に対し前後移動させて第１部材１０１と第２部材１０２の間の連結状態と解放状態とを切り替え、駆動力の伝達を制御するようにしたものである。具体的には、強磁性を有すると共に、第２部材１０２に進退可能且つ一体回転可能に配置され、前進により第１部材１０２と第１部材１０１の間を連結する一方、後退により第２部材１０２と第１部材１０１の間を解放状態とするアウターロータ構造をなす円筒状の可動体１０４と、可動体１０４を含んでその前進側または後退側にそれぞれ形成される第1の磁路Ａおよび第2の磁路Ｂと、第１の磁路Ａと第２の磁路Ｂが共に通過する位置に１箇所配置され、可動体１０４が図１０に示す第１部材１０１側にあるときに第１の磁路Ａに沿って生成する磁束Ｈ１により可動体４を第１部材１０１側に吸引して保持し、可動体１０４が図１１に示す反第１部材１０１側にあるときに第２の磁路Ｂに沿って生成する磁束Ｈ２により可動体１０４を反第１部材１０１側に吸引して保持する永久磁石１０５と、永久磁石１０５が第1の磁路Ａに生成する磁束Ｈ１に対し、正、逆方向に励磁された際の磁束Ｈ３、Ｈ４によってこれを増減させる位置に１箇所配置される電磁石１０６と、電磁石１０６を正方向に励磁することによって、磁束が増減される第１の磁路Ａ側の吸引力を増大する磁束Ｈ３を生成して磁束が増減される側と反対側の第２の磁路Ｂ側に吸引保持されているアーマチャ４を図１１→図１０のように引き寄せ、電磁石１０６を逆方向に励磁することによって、磁束が増減される第１の磁路Ａ側に吸引保持されているアーマチャ４の保持力を低減する磁束Ｈ４を生成して磁束が増減される側と反対側の第２の磁路Ｂ側の磁束Ｈ２による吸引力でアーマチャ４を図１０→図１１のように離間させる駆動部たる信号増幅部Ｄとを備え、信号増幅部Ｄの切り替えを制御部Ｃによって行うように構成したものである。

このように構成しても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…第１部材（出力軸）
２…第２部材（入力軸）
４…可動体（アーマチャ）
５…永久磁石
６…電磁石
Ａ…第１の磁路
Ｂ…第２の磁路
Ｃ…制御部
Ｄ…駆動部（信号増幅部）
Ｈ１…永久磁石が第１の磁路に生成する磁束
Ｈ２…永久磁石が第２の磁路に生成する磁束
Ｈ３…磁束Ｈ１を増加させる磁束
Ｈ４…磁束Ｈ１を減少させる磁束

すなわち、本発明の動力伝達装置は、駆動力の伝達経路に配置された第１部材と第２部材の間の連結状態と解放状態とを切り替えることにより前記駆動力の伝達を制御する動力伝達装置において、強磁性を有すると共に、前記第２部材に進退可能且つ一体回転可能に配置され、前進により第１部材、第２部材間を連結する一方、後退により第１部材、第２部材間を解放状態とする可動体と、可動体を含んで当該可動体の前進側または後退側にそれぞれ形成される第１の磁路および第２の磁路と、前記第１の磁路と前記第２の磁路が共に通過する位置に１箇所配置され、前記可動体が前記第１部材側にあるときに前記第１の磁路に沿って生成する磁束により当該可動体を第１部材側に吸引して保持し、前記可動体が反第１部材側にあるときに前記第２の磁路に沿って生成する磁束により当該可動体を反第１部材側に吸引して保持する永久磁石と、前記第１の磁路及び前記第２の磁路が共に通過する位置に配置され、前記第１の磁路及び前記第２の磁路に沿った方向について前記可動体と前記永久磁石との間に配置される磁極と、前記第１の磁路及び前記第２の磁路の何れか一方の磁路に囲まれる位置に配置される電磁石と、電磁石を正方向に励磁することによって、前記一方の磁路の吸引力を増大して、前記第１の磁路及び前記第２の磁路の他方の磁路に吸引保持されている前記可動体を引き寄せ、電磁石を逆方向に励磁することによって、前記一方の磁路に吸引保持されている可動体の保持力を低減して、前記他方の磁路の磁束による吸引力で可動体を離間させる駆動部と、を具備することを特徴とする。ここに言う駆動部は、電磁石駆動部の意である。

この場合、可動体の動作をより確実に行わせるためには、電磁石を正方向に励磁した際に、電磁石を正方向に励磁した際に、前記他方の磁路の磁束により吸引保持されている前記可動体に対する保持力を同時に低減させ、電磁石を逆方向に励磁した際に、前記他方の磁路の磁束による吸引力を同時に増大させるように構成していることが望ましい。

構造のコンパクト化と磁束の増減の実効性をより高めるためには、電磁石による磁束を、前記一方の磁路に沿って発生させるようにしていることが好ましい。

この場合、電磁石が配置された側と反対側へ可動体を移動させる際の移動力をより有効に高めるためには、前記一方の磁路に対し、前記他方の磁路の磁路の磁路長を短くしていることが特に効果的である。

Claims (5)

1. 駆動力の伝達経路に配置された第１部材と第２部材の間の連結状態と解放状態とを切り替えることにより前記駆動力の伝達を制御する動力伝達装置において、
   強磁性を有すると共に、前記第２部材に進退可能且つ一体回転可能に配置され、前進により第１部材、第２部材間を連結する一方、後退により第１部材、第２部材間を解放状態とする可動体と、
   可動体を含んで当該可動体の前進側または後退側にそれぞれ形成される第１の磁路および第２の磁路と、
   前記第１の磁路と前記第２の磁路が共に通過する位置に１箇所配置され、前記可動体が前記第１部材側にあるときに前記第１の磁路に沿って生成する磁束により当該可動体を第１部材側に吸引して保持し、前記可動体が反第１部材側にあるときに前記第２の磁路に沿って生成する磁束により当該可動体を反第１部材側に吸引して保持する永久磁石と、
   前記永久磁石が前記第1の磁路又は前記第２の磁路の何れか一方に生成する磁束に対し、正、逆方向に励磁されることによってこれを増減させる位置に１箇所配置される電磁石と、
   電磁石を正方向に励磁することによって、磁束が増減される側の吸引力を増大して磁束が増減される側と反対側に吸引保持されている前記可動体を引き寄せ、電磁石を逆方向に励磁することによって、磁束が増減される側に吸引保持されている可動体の保持力を低減して磁束が増減される側と反対側の磁束による吸引力で可動体を離間させる駆動部と、
   を具備することを特徴とする動力伝達装置。
2. 電磁石を正方向に励磁した際に、磁束が増減される側と反対側の磁束により吸引保持されている前記可動体に対する保持力を同時に低減させ、電磁石を逆方向に励磁した際に、磁束が増減される側と反対側の磁束による吸引力を同時に増大させるように構成している請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 電磁石による磁束を、磁束が増減される側の磁路に沿って発生させるようにしている請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
4. 電磁石により磁束が増減される側の磁路に対し、電磁石により磁束が増減される側と反対側の磁路の磁路長を短くしている請求項３に記載の動力伝達装置。
5. 前記電磁石が磁束を弱めた際に可動体の離隔を促す位置に機械バネを設けている請求項１〜４の何れかに記載の動力伝達装置。

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