JPH0310812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気駆動クラツチ装置に関する。

回転運動を伝える種類の形式の電磁駆動クラツ
チが当業界によく知られている。たとえばロワリ
ー（Lowery）等を発明者とする米国特許第
4030584号と、ベイアー（Baer）を発明者とする
米国特許第3349880号との各明細書に記載してあ
る形式の機械的駆動クラツチにおいては、入力ク
ラツチ部片すなわち駆動クラツチ部片に取付けら
れ、出力クラツチ部片すなわち従動クラツチ部片
をゆるく囲む部分を持つクラツチ・コイルばねを
備え、その自由端部を磁気回路の接極子（アマチ
ユア）に取付けてある。クラツチ装置を囲む環状
コイルの付勢により、ロワリー等による構造では
接極子を出力部片のフランジに向い引付け、又ベ
イヤーの構造では接極子を固定の摩擦面に向い引
付けて接極子を減速しばねを締付け出力部片に連
関させる。この種のクラツチはその構造が複雑な
ことにより比較的高価になる。

たとえばウオールステツト（Wahlstedt）等を
発明者とする米国特許第3974902号、ベイアー等
を発明者とする米国特許第3682622号、又はメイ
スン（Mason）を発明とする米国特許第3177995
号の各明細書に記載してあるように当業界には公
知の別の形式の機械的駆動クラツチでは、磁性体
から形成したクラツチばねの自由端を、クラツチ
装置を囲む環状コイルにより制御する半径方向に
対称な磁気回路のギヤツプに配置してある。磁気
コイルの付勢によりクラツチばねの自由端を相対
的に動く磁気鉄心部分に向い引付け、ばねを他方
のクラツチ部片に締付ける。この種のクラツチは
前記したような別個の接極子を必要としないが、
これ等のクラツチの磁気回路では、しかしクラツ
チ装置全体がかなりかさばり複雑になる。さらに
これ等のクラツチは導磁性の材料から形成したク
ラツチばねを必要とする。

本発明の目的の１つは、電気的に駆動できるコ
イルばねクラツチを提供しようとするにある。

本発明の他の目的は、簡単で安価な電磁式コイ
ルばねクラツチを提供しようとするにある。

なお本発明の他の目的は、長期間の使用後にも
高い信頼性のもとに作動する電磁式コイルばねク
ラツチを提供しようとするにある。

さらに本発明の目的は、導磁性材料から形成し
た同軸の接極子又はクラツチばねを必要としない
電磁式コイルを提供しようとするにある。

本発明のその他の目的は以下の説明から明らか
である。

一般に本発明は、コイルばねを入力クラツチ部
片に取付け、このコイルばねの一部により相対的
に回転できる出力クラツチ部片を囲んで磁気駆動
クラツチに係わる。電磁石は、その磁極片が円周
方向に互いに間隔を隔てた場所でまわりのばね部
分に隣接するように、位置させられるが、ばね又
は出力クラツチ部片或いはこれ等の両方は磁気回
路を閉じるように導磁性材料から形成してある。
電磁石を付勢すると、各磁極片によりばねを締付
け、このばねの入力部片に対する回転を阻止する
ことによりばねで出力クラツチ部片を締付けクラ
ツチを連関させる。電磁石を、隣接ばね部分の方
向に移動するように取付けると共に、これ等のば
ね部分に対し所定の距離以上には動かないように
するのがよい。

本発明によるクラツチは、従来のような直径方
向に対向した磁極片でなくて、角度間隔を置い
た、すなわち円周方向に互いに間隔を置いた磁極
片を使うから、得られるクラツチ・アセンブリは
構造が一層簡潔である。さらにクラツチばねは、
これを相対的に可動な磁石と磁性体から成る出力
クラツチ部片との間に挟むことにより、簡単に締
付けることができるから、導磁性体すなわち磁気
的に透過性の材料（magnetically permeable
material）で形成したクラツチばねを使う必要が
ない。すなわち、第２図に示すように、電磁石２
８は、磁界を生じさせるが、この磁界は、磁極片
３２，３４の一方から、磁気的に透過性でないク
ラツチばねすなわちコイルばね２４を経て、磁気
的に透過性の細くした部分１８に達し、次いでコ
イルばね２４を経て磁極片３２，３４の他方にも
どる。コイルばね２４は、磁極片３２，３４と、
磁気的に透過性の出力部片１６の細くした部分１
８との間に挟まれるから、磁界を通過させるため
には、コイルばね２４が必ずしも磁気的に透過性
でなくてもよいのである。又コイルばね２４が磁
気的に透過性である場合には、出力部分１６の細
くした部分１８は必ずしも磁気的に透過性でなく
てもよい。その理由は、磁界は、磁極片３２，３
４の一方からコイルばね２４へ通過し、次いでコ
イルばね２４から磁極片３２，３４の他方にもど
るからである。

以下本発明のクラツチ装置の実施例を添付図面
について詳細に説明する。

本発明によるコイルばねクラツチ１０は、入力
部片１２と、出力軸２０上に支えられた同軸の出
力部片１６とを備えている。キー１９又は類似手
段は、出力軸２０に対する出力部片１６の角度位
置を固定する。入力部片１２は、第１図に鎖線で
示したスプロケツト２２のような任意適当な手段
により駆動される。部片１２，１６の細くした部
分１４，１８のまわりに巻いたコイルばね２４の
一端部は、内向きに延びる舌状片２６により入力
部片１２に固定されているが、出力部片１６に隣
接する端部は自由にしてある。当業者には明らか
なように、ばね２４の従動端部を固定する他の部
片たとえばクリツプ又は類似手段（図示してな
い）を使つてもよい。出力部片１６に隣接するば
ね２４の端部が自由である限り、クラツチ作用が
生じないから、出力部片１６は入力部片１２と共
には回転しない。

クラツチ１０は、電磁石２８により制御され
る。電磁石２８は、第２図に示すように、各磁極
片３２，３４を持つＵ字形の接極子すなわち馬蹄
形の鉄心（以下単に鉄心と呼ぶ）３０を備えてい
る。各磁極片３２，３４の端部は、出力部片１６
を囲むばの２４の部分、なるべく入力部片１２か
ら遠い方の端部コイルに当たる形状にしてある。
第１図及び第２図には電磁石２８をクラツチ１０
から水平に間隔を隔てるものとして示したが、電
磁石２８の特定の向きは臨界的ではない。鉄心３
０のまわりの巻線３６は、通常開いたスイツチ３
８を経て適当な電流源４０に接続される。電磁石
２８は、軸２０の軸線に大体直交する方向に延び
るみぞ穴４４を形成した延長部分４２を備えてい
る。みぞ穴４４は、固定ピン４６の細くした部分
を受入れ、電磁石２８を、たとえば軸２０に対し
近づき又遠ざかる向きに動くように架わく部片４
７上に支持する。電磁石２８が付勢されるとき
に、磁極片３２，３４がコイルばね２４の隣接部
分又は出力部片１６の隣接部分に引き付けられる
ように、ピン４６は、電磁石２８を、コイルばね
クラツチ１０に充分に近い位置に保つ。

又ピン４６は、みぞ穴４４と協働して、鉄心３
０の磁極片３２，３４を、コイルばね２４にゆる
く乗つかかるようにさせることができる。すなわ
ち電磁石２８は、架わく部片４７上に支えられる
ように、ピン４６を受け入れるみぞ穴４４を備え
ており、この結果電磁石２８は、出力軸２０に近
づく方向に又これから遠ざかる方向に並進運動す
ることができる。したがつて、電磁石２８が付勢
されるときは、磁極片３２，３４は、コイルばね
２４の隣接部分又は出力部片１６の隣接部分の磁
化によつて、コイルばね２４の隣接部分又は出力
部片１６の隣接部分に引き付けられる。このとき
ピン４６は、みぞ穴４４と協働して電磁石２８
を、コイルばね２４の方へ並進運動させることに
より、磁極片３２，３４がコイルばね２４に押し
付けられるようになる。電磁石２８が消勢される
ときは、磁界は消失して、コイルばね２４は通常
の位置へもどり、電磁石２８はコイルばね２４か
ら遠ざかる方へ並進運動し、磁極片３２，３４
は、コイルばね２４にゆるく乗つかかるようにな
る。ばね２４又は出力部片１６或はなるべくはこ
れ等の両方を磁性体から形成する。ばね２４のコ
イルは長方形の横断面を持つように形成し摩耗が
均等になるようにするのがよい。

ばね２４は、出力部片１６の細くした部分１８
のまわりに比較的ゆるくはまるような寸法にし
て、ばね２４が磁石１８の消勢中には出力部片に
対し滑動するようにする。スイツチ３８を閉じた
ときに磁石２８の付勢に応答して、鉄心３０の磁
極片３２，３４は、ばね２４自体の磁化により、
又は出力部片１６の隣接部分の磁化により、ばね
２４の隣接部分に引付けられ、ばね２４に摩擦抵
抗力を加え、ばね２４の入力部片１２に対する回
転を阻止するようにする。従つてばね２４の隣接
部分は、出力部片１６を締付け両部片１２，１６
を連結する。

このようにして本発明の目的が達成できるのは
明らかである。本発明クラツチは、電気的に駆動
され、簡単かつ安価である。本クラツチは長期間
の使用後にも高い信頼性のもとに作動し、導磁性
材料から形成したクラツチばねを必要としない。

以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが本発明はなおその精神を逸脱しない種類の変
化変型を行うことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電磁駆動クラツチの１実施例を
一部を軸断面にして示す側面図、第２図は第１図
の２−２線に沿う断面図である。 １０……コイルばねクラツチ、１２……入力部
片、１６……出力部片、２４……コイルばね、２
６……舌状片、２８……電磁石、３２，３４……
磁極片、３０……鉄心、３６……巻線、３８……
スイツチ、４０……電流源、４６……固定ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １(イ) 第１及び第２の回転クラツチ部片と、 (ロ) この第２の回転クラツチ部片を囲むばね部分
   を持ち、前記第１の回転クラツチ部片に固定さ
   れたコイルばねと、 を備え、 前記コイルばねと、前記第２の回転クラツチ部
   片との少なくとも１つが、磁性体で構成され、 さらに、 (ハ) 前記磁性体と共に磁気回路を形成するよう
   に、前記ばね部分と前記第２の回転クラツチ部
   片との方に向つて移動可能な１対の磁極片を持
   つ磁気手段と、 (ニ) 前記１対の磁極片を、前記第２の回転クラツ
   チ部片の方に向つて移動させて、前記ばね部分
   に阻止力を加えるように、前記磁気回路を付勢
   する付勢手段と、 を備え、 前記ばね部分に阻止力が加わらない場合に、前
   記ばね部分が、前記第２の回転クラツチ部片に相
   対的に自由に回転するようにしたクラツチ・アセ
   ンブリ。 ２ 前記磁性体と共に前記磁気回路を形成するよ
   うに、前記１対の磁極片を、前記ばね部分のまわ
   りに円周方向に互いに間隔を置いた場所において
   前記ばね部分に隣接して配置し、互いに反対の極
   性を持たせた、特許請求の範囲第１項記載のクラ
   ツチ・アセンブリ。 ３ 前記磁気手段が電磁石から成り、前記２つの
   磁極片が、互いに反対の極性を持ち、さらに前記
   クラツチ・アセンブリが、前記電磁石を前記第２
   の回転クラツチ部片の方へ移動させて前記磁極片
   を前記ばね部分に隣接させるように、前記電磁石
   を支持する支持手段を備えた特許請求の範囲第１
   項記載のクラツチ・アセンブリ。 ４ 前記支持手段が、前記ばね部分のまわりの円
   周辺に間隔を置いて配置された特許請求の範囲第
   ３項記載のクラツチ・アセンブリ。 ５ 前記クラツチ・アセンブリが、回転クラツチ
   を形成し、前記支持手段が、前記電磁石を、前記
   第２の回転クラツチ部片から所定距離以上遠ざか
   る向きに移動させないようにする特許請求の範囲
   第４項記載のクラツチ・アセンブリ。 ６ 前記磁気手段が、前記１対の磁極片を形成す
   ると共にコイルと、みぞ穴とを持つ電磁石から成
   り、前記クラツチ・アセンブリがさらに、前記電
   磁石を前記第２の回転クラツチ部片の方へ移動さ
   せて前記磁極片を前記ばね部分に隣接させるよう
   に前記電磁石を支持するために前記みぞ穴に係合
   するピンを備えた特許請求の範囲第１項記載のク
   ラツチ・アセンブリ。 ７ 前記第１及び第２の回転クラツチ部片を、共
   通の回転軸線のまわりに回転するように支持する
   特許請求の範囲第１項記載のクラツチ・アセンブ
   リ。 ８ 前記磁気手段が、(i)基部と、前記磁極片を形
   成する１対の脚部とを持ち、磁性体から成るＵ字
   形の接極子と、(ii)この接極子が前記第２の回転ク
   ラツチ部片の方に向つて移動して前記脚部を前記
   ばね部分に隣接させるように、前記接極子を取り
   付ける取り付け手段と、(iii)前記基部により支えら
   れたコイルとを備えた特許請求の範囲第７項記載
   のクラツチ・アセンブリ。 ９ 前記コイルばねが、長方形の横断面を持ち、
   前記共通の回転軸線のまわりに前記第１の回転ク
   ラツチ部片と共に回転するように、前記コイルば
   ねの一端部を前記第１の回転クラツチ部片に固定
   し、前記Ｕ字形の接極子の脚部が、前記コイルば
   ねの曲率に適合する形状の端部部分を備えた特許
   請求の範囲第８項記載のクラツチ・アセンブリ。 １０ 前記磁気手段が、前記１対の磁極片を形成
   すると共にコイルを持つ電磁石から成り、前記１
   対の磁極片に互いに反対の極性を持たせた特許請
   求の範囲第７項記載のクラツチ・アセンブリ。