JPS59197630A - デジタル電磁クラツチ - 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】 本発明は、電磁フランチに関する新規な構成に関するも
のである。更に詳細には、テジタル電気伯号によっても
、入力パルス数に対応して負荷を駆動できる電磁フラン
チを得る技術手段を得ることが本発明の目的である。即
ち入力電気パルスの数に対応して、負荷を歩進し、若し
くは、入力電気パルヌ数に比例した駆動変移を得ること
かできることに特徴を有するものである。

周知の電磁フランチは、通電の制御を行なうことにより
、２つの回転系間の断接を行なうことが目的である。電
気信号の有無により作動するので、他のフランチ装置に
比較して制御が容易となる。

従って広い用途を見出している。しかし次に述べるいく
つかの欠点がある。

第１に、伝達トルクに比較して、所要の通電電流か極め
て大きく、従って大きい容量の電源を８喪とする欠点が
ある。第２に、作動時において、大きい衝激音を発生す
る欠点がある。第３に、フランチ板の摩擦結合によるト
ルク伝達なので、摩耗を伴ない、従って、耐用時間に制
限を受ける欠点がある。第４にトルク伝達の制御はオン
・オフのみで、しかもスリップを伴なうので、デジタル
的な制御、即ち１パルスの入力に対して、所定の角度の
回転の伝達を、積分誤差を伴なうことなく正確に行なう
ことが不可能となる欠点がある。又更にフランチ板の摩
耗を伴なう欠点がある。

本発明装置は、上述した諸欠点を完全に除去することに
成功したもので、大きいトルクの伝達制御を、極めて小
さいパルス的な電気入力により、機械音の発生少なく、
静かに作動し、摩擦部分がないので長い耐用時間が得ら
れ、しかも入力電気パルスの数に対応した回転角度又は
移動距離の伝達を制御できる特徴を有するものである。

又１本の駆動軸より、複数の出力をとり出すことのでき
する特徴を有するものである。

以上の特徴を有するので、周知の電磁フランチの代りに
使用して著しい新規なすぐれた効果を挙げることができ
るものである。特に後述するように、電動車、小型ガソ
リンエンジンを駆動源とする自転車（車椅子）、複写機
の原稿台又は照明装置の往復動装置、ミシン針の作動の
駆動源、プリンタの駆動源、液体流量の調整の為のバル
ブの開閉の制御装置及び各種の自動機（自販機、ロボッ
ト等）に適用して有効な技術を供与できる効果がある。

次に、以上の諸特徴を有する本発明装置の詳細を実施例
について説明する。

され、又歯車２も支軸２ａに回動自在に支承されている
。

レバー３に植立した支軸４ａには、泳車４ｂが回動自在
に支承されている。記号４は、詠１車４ｂと１体にプラ
スチックで構成されたプーリである。

従って歯車４ｂと同期回転する。本体に固定した電動機
５の回転軸５ｃには、ブー’Ｊ　５　ｂが固定され、矢
印（時計方向）方向に回転している。

支軸２ａには、回動レバー３ａ（以降は、回動レバーを
単にレバーと略称する）が回動自在に支持されている。

又支軸４ａには、歯車４ｂと１体に構成された偏心回転
輪（回転カム）４Ｃが設けられ、その周縁部に、レバー
３ａは、スプリング６ａによシ軽く圧接されている。レ
バー３ａの支軸２ａは、レバー３と共用されているが、
別個に、本体に設けても差支えない。

本体に固定したコ型のヨーク１８には、励磁コイル２０
が装着され、回動レバー３ａに固定したＮ１Ｓに着磁さ
れているマグネフト１９の磁路を、ヨーク１８が閉じる
ことにょシ、レバー３は、図示の位置で鎖錠している。

スプリング６は、ベルト１ｏヲ緊張する方向に、レバー
３に掛けられている。回転カムとなる偏心回転輪４ｃは
、１２０度の等しいピンチで突出部が設けられている。

励磁コイル２０に電気パルスを入力せしめると、励磁コ
イル２０により発生する磁束は、マグネフト１９の磁束
と反対方向となっているので、ヨーク１８とマダ不ント
１９との間の吸着力は消滅して、レバー３ａの鎖錠か解
除される。

従ってスプリング６０作用で、レバー３は時計方向に回
転するトルクが加えられる。プーリ５ｂとプーリ４との
間には、ベルト１０が掛けられているので、ベルト１０
は緊張して、プーリ４は、時計方向に回転する。又歯車
４ｂと２は噛合しているので、歯車２ｉｌ−Ｊ、反時計
方向に駆動される。従って歯車２に連設（所要のトルク
伝達系により駆動される）した負荷１を駆動するもので
ある。

歯車４ｂの回転とともに、レバー３は、時計方向のトル
クを受け、ベルト１（）は更に張力が増加して、伝達ト
ルクが増大する。負荷１の負荷が大きい程上記した伝達
トルクは、大きくなる特徴かある。従ってスプリ□ング
６ば、比較的弱いスフリングですむので、マグ坏ソト１
９の磁力も小さいものですみ、又レバー３の鎖錠を消滅
せしめる為の励磁コイル２０の通電電力も小さいもので
すむ特徴がある。従って上記した電礎鎖錠装置は、小型
軽量となる特徴がある。プーリ４が回転すると、その１
／３回転毎にレバー３ａも１往復し、レバー３ａか、偏
心回転輪４Ｃの最小偏倚点の近傍の位置にお・いて圧接
された図示の状態のときに、レバー　３　ａのマグネフ
ト１９は、ヨーク１８の磁路開放端に接して、マグネフ
ト１９の磁路を閉じるので、強く吸着される。即ちレバ
ー３ａは鎖錠される。更に若干角度のプーリ４の回転に
より、偏心回転輪４Ｃを介して、レバー３は反時計方向
に回転して、ベルト１０は弛み、従ってスリップして伝
達トルクが消滅して、プーリ４は停止する。以上の動作
より理解されるように、ベルト１０は延伸度の小さい、
例えはマイラベルトを使用することがよい。又伝達トル
クが大きいときには、無端状のスチールベルト又はＶベ
ルトがよい。ベルトがゆるんだときに、プーリ４．５ｂ
より外れない為に、各プーリには、つば部を設けること
がよい。本実施例では、駆動源として、電動機５を利用
したが、他の動力源例えばガソリンエンジンでも本発明
を実施することができるものである。

以上の説明のように、励磁コイル２０に電気パルスが１
回入力される毎に歯車４ｂは１２０度づつ回転するので
、対応して負荷１を歩進せしめることができる。偏心回
転輪４Ｃの突出部は３個であるか、必要に応じて増減す
ることができるものである。突出部の数を増加すること
によシ、負荷１の歩進段階を細かくできる特徴がある。

又励磁コイル２０に通電したままとすると、その間は、
負荷１は駆動され、通電を断つと停止する電磁フランチ
ともなるものである。

プーリ４が１／３回転して停止する停止点は、１回転毎
に若干異なるが、積分された停止点の誤差は発生しない
。

以上の説明のように、入力電気パルス数に対応した負荷
の回転、並進を行なうことができるので、従来の周知の
電磁フランチに比較してすぐれた性能を有し、特にコン
ピュータによる数値制御即ちデジタル制御のできる電磁
フランチを得ることのできる効果を有するものである。

又小型軽量で、大きいトルクの制御を行なうことができ
、しかも制御電力は僅少ですむ効果がある。

史に又作動は、機械音の発生を伴なうことなく、摩耗す
る部材もなく、耐久性のあるものが得られる効果がある
。

電磁鎖錠装置は、マダネント１９を除去し、励磁コイル
２０の通電時に、電礎石として、レバー３ａを鎖錠する
手段も採用できるが、電力消費がより大きくなる欠点が
ある。しかし、多少の機械音の発生を伴なうことを許容
すれば、他の周知の電磁鎖錠装置を利用することもでき
るものである。

第２図の実施例は、ベルト伝導でなく、回転輪（歯車噛
合も含む）により、電動機５の回転軸５ｃに固定した駆
動回転輪５ａを介して負荷を駆動する例である。

が回動自在に支持され、レバー２２に植立した支軸２３
ａには、回転輪２３（周縁部にゴムリングが被冠されて
いる。）及び同期回転する歯車２３　ｂが、回動自在に
支持されている。又歯車２３　ｂと２１は噛合している
。電動機の回転軸５Ｃには回転輪５ａが固定されている
。レバー２２には、スプリング２６　ａが掛けられ、回
転輪２３と５ａを圧接する方向にレバー２２を弾撥して
いる。支軸２１　ａには、レバー２２ａが回動自在に支
持されている。偏心回転輪（回転カム）２３ｃは、歯車
２３　ｂと１体に構成され、その周縁部には、レバー２
２　ａが、スプリング２６　ｂの弾撥力によシ軽く圧接
されている。

記号１８、■９．２０で示すものは、第１図の電磁鎖錠
装置と全く同様な装置で、レバー２２　ａをスプリング
２６　ａの弾撥力に抗して鎖錠しているものである。励
磁コイル２０に通電して、電磁鎖錠装置によるレバー２
２　ａの鎖錠を解除すると、回転輪２３と５ａは圧接さ
れ、矢印時計方向に回転する回転輪５ａにより、回転輪
２３及び歯車２３ｂは反時計方向に駆動される。− 負荷となる歯車２１を駆動する反作用により、レバー２
２は反時計方向のトルクを受けて、負荷が大きい程対応
して、回転輪２３と５ａとの間の圧接力を増加するので
、スリツクを防止し、動力伝達が確実となる効果がある
。従ってスプリング２６ａも弱いものでよく、電磁鎖錠
装置１８．１９．２０も小型、小入力のものですむ効果
がある。

又回転輪５ａと２３を食い込み角で圧接すると、更に伝
達トルクが大きくなるものである。

電磁鎖錠装置の励磁コイル２００通電を断つと、１／バ
ー２２ａは、左方に最も偏倚した位置において、電磁鎖
錠装置により鎖錠される。更に若干角度の回転輪２３の
回転により、偏心回転輪２：３ｃの回転をを介して、レ
バー２２は時計方向に回転せしめられるので、回転輪２
３は、回転輪５ａより離間して、動力伝達が自動的に断
れて、歯車２１は停止する。

回転輪２３と５ａを歯車として、両者を噛合しても同じ
効果がある。

以上の説明より理解されるように、電磁鎖錠装置の励磁
コイル２０に通電している間たけ、歯車２１は駆動され
、又励磁コイル２０に電気パルスを入力せしめると、パ
ルス数に対応して歯車２１は歩進する。偏心回転輪２３
　ｃの突出部は、１８０度のピンチで２個あるので、励
磁コイル２０に１つの電気パルスが入力される毎に歯車
２３　ｂは１／２回転するもので、この効果は前実施例
と同様である。

上述した歩進の位置、即ち停止点を正確に１定位置とす
ることが好都合な負荷の駆動の場合には、仄の手段が有
効である。

歯車２１と同軸で同期回転する軟鋼回転輪２４を設け、
又これに突出部２４　ａ　、　２４　ｂ　、　２４　ｃ
　、　２４　ｄを設ける。突出部２４　ａ、　２４　ｂ
　１　・・・・・により磁路が閉じられるように、本体
にヨーク２５を固定して設け、ヨーク２５に励磁コイル
２５　ａを装着する。

電磁鎖錠装置に含まれる励磁コイル２０が通電されてい
るときには、励磁コイル２５　ａの通電が断たれるシー
ソー回路により通電制御を行なうと、回転輪２４の停止
点において、ヨーク２５により突出部２４ａ、、２４ｂ
が、強く吸着されて制動されるので、停止点即ち負荷の
歩進位置若しくは停止点が正確となる。レバー２２ａの
鎖錠位置で閉じられる電気スイッチを設け、この出力と
アンド回路により、励磁コイル２５　ａの通電をすると
より効果的である。

次にその詳細を第３図につき説明する。

第３図において、励磁コイル２０．２５ａは、第２図の
同一記号のものを示している。

又第２図において、磁性体よシなる回転輪２４の突出部
２４ａ、２４ｂ及び２４ｃ、、２４ｄのそれぞれの１組
の突出部に対向したときに、インダクタンスの変化によ
り閉じられて、出力の得られる周知の無接点スイッチ３
１ａ、３１ｂが、本体に固定して設けられている。無接
点スイッチ３１ａ、３１ｂは、同一記号で第３図に示さ
れている。第３図の端子２８　ａより、電気パルスが入
力されると、ンコーミソトトリガ回路２８の出力が上側
より得られて、トランジスタ２９を導通して、励磁コイ
ル２０に、電源正端子２゛７より通電する。

従って第２図の歯車２１．２３ｂは１／２回転して停止
し、負荷１を駆動する。このときに突出部２４ａ１２４
　ｂも１／２回転して、突出部２４　ｃ、２４　ｄが、
ヨーク２５の磁路開放端に対向し、又このときに、突出
部２４ａ、２４ｂは、無接点スイッチ３１ａ、３１ｂに
対向するので、その出力が得られ、第３図のアンド回路
３１より出力が得られる。又同１芋判−、シュミントト
リガ回路２８は反転して、その出力が交替して、アンド
回ｌ！３２より出力が得られるので、トランジスタ２９
は不導通に、又トランジスタ３０は導通して、励磁コイ
ル２５　ａが通電される。従って、突出部２４ｃ２４　
ｄは、ヨーク２５によシ強く吸引されて、歯車２１は制
動される。シュミントトリガ回路ｚ８は、他の同じ目的
を達するものであれば、他の手段でもよい。

以上の説明のように、入力電気パルスがある毎に、歯車
２１は１７２回転して制動されるので、負荷１の歩進位
置は正確となる効果がある。又端子２８ａの入力を引続
いて行なうと、負荷１は引続いて駆動され、入力を断つ
と制動されて停止する。第１図の実施例の場合にも同様
な手段を付加できることは明白である。

可逆計数回路を利用して、計数されたノ（ルス数に対応
した負荷の駆動を行なうことも、周知の手段により行な
うことができる。

突出部２４ａ、２４ｂ、・・・・・・に対向する無接点
スイッチ３１ａ、３１ｂにより位置検知装置を構成した
が、無接点スイッチを１個とし、対向する突出部１個を
、磁性体回転体２４に設け゛ても同じ目的が達成される
。

以上の説明のように、本発明装置によれば、冒頭におい
て述べた目的が達成されて効果著しきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明装置の異なる実施例の説明
図、第３図は、同じくその励磁コイルの通電制御回路図
をそれぞれ示す。 １・・・負荷、　　２．４ｂ、２１．２３　ｂ・・・歯
車、　　３．３ａ、２２．２２ａ・・・レバー、　　２
　ａ、４　ａ、２１ａ。 ２３　ａ・・・支軸、　２３ｃ、４ｃ・・・偏心回転輪
、　６．５　ａ、　２６ａ、　２６ｂ−スプリング、　
　５ｂ、４・＝プ・ｍ性体回転輪、　２４ａ、　２４　
ｂ、　２４ｃ、　２４ｄ　−突出部、　３１ａ、３１ｂ
・・・無接点スイッチ、２８・・・シュミントトリガ回
路、３１．３２・・・アンド回路、２９．３０・・・ト
ランジスタ、２７・・電源正端子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　原動機により駆動されて回転する駆動プーリ
   と、本体に設けた支軸により、回動自在に支持された第
   １の歯車及び第１の回動レバーと、該回動レバーの遊端
   部に設けた支軸により、回動自在に支持されるブーりと
   、該グーりと前記した駆動プーリとの間に掛けられたベ
   ルトと、前記したプーリと同軸で同期回転するとともに
   、第１の歯車と噛合する第２の歯車及び等しいピンチで
   複数個の突出部を具備した偏心回転輪と、本体に設けた
   支軸に上り回動自在に支持された第２の回動レバーと、
   該回動レバーの遊端部が前記した偏心回転輪の周縁部に
   圧接するように弾撥する弾撥部材と、第１の歯車により
   駆動される弁、荷と、前記したベルトが緊張するように
   、第１の回動レバーに設けられた弾撥部材と、第２の回
   動レバーの遊端部を前記した弾撥部材の弾叛力に抗して
   鎖錠して、偏心回転輪の最小偏倚点の近傍が、第２０回
   動レバーに接する位置において、前記したベルトを緩ん
   だ状態に保持する電磁鎖錠装置と、第２の歯車によシ第
   １の歯車が駆動されたときに、その負荷の反作用により
   、第１の回動レバーの受けるトルクにより、前記したベ
   ルトが、前記した負荷の大きさに対応する張力を発生す
   る機構と、前記した電磁鎖錠装置に含まれる励磁コイル
   の通電を制御して、第２０回動レバーの鎖錠若しくは非
   鎖錠を行なう制御回路とより構成されたことを特徴とす
   るデジタル電磁フランチ。
2. （２）原動機により駆動されて回転する駆動輪と、本体
   に設けた支軸により、回動自在に支持された第１の歯車
   及び第１の回動レバーと、該回動レバーの遊端部に設け
   た支軸により、回動自在に支持される回転輪と、該回転
   輪と同軸で同期回転するとともに、第１の歯車と噛合す
   る第２の歯車及び等しいピンチで複数個の突出部を具備
   した偏心回転輪と、本体に設けた支軸により回動自在に
   支持された第２の回動レバーと、該回動レバーの遊端部
   か、前記した偏心回転輪の周縁部に圧接するように弾撥
   する弾撥部材と、第１の歯車により駆動される負荷と、
   前記した回転輪と駆動輪か圧接されるように、第１の回
   動レバーに設けられた弾撥部相と、第２の回動レバーの
   遊端部を前記しだ弾襟部材の弾撥力に抗して鎖錠して、
   偏心回転輪の最小偏倚点の近傍が第２の回動レバーに接
   する位置において、前記した回転輪と駆動回転輪を僅か
   に離間して保持する電磁鎖錠装置と、第２の歯車により
   第１の歯車が駆動されたときに、その負荷の反作用によ
   り、第１の回動レバーの受けるトルクにより、前記した
   回転輪と駆動輪との間の圧接力が、前記した負荷の大き
   さに対応する圧接力を発生する機構と、前記した電磁鎖
   錠装置に含まれる励磁コイルの通電を制御して、第２の
   回動レバーの鎖錠もしくは非鎖錠を行なう制御回路とよ
   り構成されたことを特徴とするテジタル電磁りランテ。
3. （３）第（１）項若しくは第（２）項記載の特許請求の
   範囲において、第１の歯車によシ駆動される制動回転輪
   と、該回転輪の円周部に、等しいピンチで設の突出部と
   、本体に固定されたコ型のヨークならびに、これに装着
   された第１の励磁コイルと、電磁鎖錠装置に含まれた第
   ２の励磁コイルと、前記した２個１組の磁性体突出部が
   、前記したヨークの磁路開放端に対向したときの制動回
   転輪の位置を検出して、位置検知出力を発生する位置検
   知装置と、負荷の所要の駆動が終了したときに、第２の
   励磁コイルの通電を制御して、第２の回動レバーの鎖錠
   を行なうとともに、該鎖錠の終了時に得られる電気信号
   と、位置検知装置より得られる電気信号と協動して、第
   １の励磁コイルの通電を行ない、鎖錠が解除されたとき
   には、第１の励磁コイルの通電が断たれる制御回路とよ
   り構成されたことを特徴とするデジタル電磁フランチ。