JPS604633A - デジタル電磁クラツチ装置 - 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、電磁クラッ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、入力電気信号によって負荷を
駆動し、又入力電気パルスの数に対応して、負荷を歩進
し、若しくは、入力電気ノくルス数に比例した駆動変移
を得ることができることに特徴を有するものである。更
に又駆動回転輪により負荷が駆動し始めるときの慣性負
荷により、駆動回転輪に圧接する回転輪のスリップ若し
くは、駆動回転輪とプーリ間のベルトのスリップを防止
する装置が得られることに特徴を有するものである。

周知の電磁クンソテは、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、所散の通電電流が極め
て太きく、従って大きい容量の電源を必要とする欠点が
ちる。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ｌ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。

本発明装置は、上述した賭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
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。特に本発明装置においては、積分誤差を
除去し、又駆動の初期において、負荷及びトルク伝達系
の慣性負荷によるスリップを防止する機構を付加したこ
とに特徴を有するものである。

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。

第１図及び第２図は、本発明装置の基本を構成する機構
の２つの異なった実施例を示すものである。先づ第２図
によりその説明をする。

第２図において、本体に設けた支軸１１ａには、第１の
レバー１２及び第２＃のレバー１２ａが、それぞれ独立
に回動できるように支持されている。又歯車１１も支軸
１１ａに回動自在に支持されている。

歯車１１は出力歯車となるもので、図示しない回転伝達
糸を介して負荷１が駆動されている。

レバー１２の遊端部に設けた支軸１３ａには、１体に作
られた偏心回転輪１３Ｃ１歯車１３ｂ１偏心しない回転
輪１３が回動自在に支持されている。回転輪１３０円周
部には、ゴムリングが被冠され、回転輪５ｅと接離する
ものである。

ヨーク１５は本体に固定され、これに励磁コイル１６が
装着されている。レバー１２ａの遊端部には、マダイ・
ント１４が固着され、マダイ・ント１４は、ヨーク１５
により、その磁路が閉じられるので、強く吸着され、レ
バー１２ａを鎖錠している。

回転輪１３が回転輪５ｅより動力伝達を受けて回転して
いるときには、歯車１３ｂ及びこれと噛合する歯車１１
により負荷１は駆動されている。又このときに、歯車１
３ｂの反時計方向の回転により、負荷の反作用により、
レバー１２も四方向のトルクを受けて、回転輪１３と５
ｅとの圧接力を負荷に対応して増加するので、動力法達
が確実となる効果がある。このときに、レバー１２は、
スプリング１２ｂにより、反時計方向Ωトルクが与えら
れて、上述した回転輪５ｅ、１３間の圧接力が得られて
いる。

このスプリング１２ｂの強さを大きくすることにより、
回転輪５ｅが逆方向に回転した場合にも、スリンフスる
ことなく負荷１を逆方向に駆動できる。

回転輪５ｅは、電動機５の回転軸５ａに固定されて、矢
印Ｂ方向（時計方向）に回転している。

レバー１２には、スプリング１２ｂが掛けられて反時計
方向、即ち回転輪１３と５ｅが圧接する方向に、レバー
１２を弾撥している。レバー１２と１２ａとの間には、
スプリング１２　ｃが掛けられているので、レバー１２
ａは、時計方向のトルクを受けて、偏心回転輪１３ｃＫ
＠＜圧接している。

励磁フィル１６に通電すると、これによる磁束は、マグ
不ント１４による磁束を打ち消すようになっているので
、レバー１２の鎖錠が解除されて、回転輪１３と５０は
圧接され、従って回転輪１３、歯車１３ｂ、偏心回転輪
１３ｃは反時計方向に回転する。このときに負荷に対応
して、回転輪１３と５ｅの圧接力が増加して動力伝達が
確実となることは前述した通りである。回転輪１３と５
ｅとの圧接力は、スプリング１２ｂの弾撥力のみではな
いので、即ち負荷の反作用も付加されるので、スプリン
グ１．２　ｂは弱いものでもよく、又レバー１２を鎖錠
して保持する為の励磁コイル１６の入力電力も小さいも
のですむ効果がある。又このときに、レバー１２ａは偏
心回転６Ｍ１３ｃの回転により、左右に往復動している
。歯車１１により、負荷１は駆動されている。

次に励磁コイル１６の通電を断つと、往復動しているレ
バー１２ａが、ヨーク１５の磁路開放端に近接したとき
に、マグ坏ント１４により吸着鎖錠される。

更に若、千角度の偏心回転輪１３ｃの回転により、レバ
ー１２は時計方向に回転して、回転輪１３と５０は図示
のように離間して動力伝達が障またれる。負荷も停止す
る。

以上の動作より理解されるように、動作時に機械音を発
生することのない特徴がろる。

以上の動作は、励磁コイル１６の通電制御により負荷１
を駆動し、若しくは停止できるので、電磁クラッチとし
ての作用である。

スプリング１２　ｃは、レバー１２ａを偏心回転輪１３
ｃに単に接するのみでよいので、スプリング１２ｂより
更に弱いものでよい。又スプリング１２ｃは、レバー１
２ａと本体との間に石けてもよい。

次にデジタル的な制御について説明する。

ｒＩＪ）Ｊ磁コイル１６に１個の電気パル゛スを入力せ
しめると、レバー１２ａの鎖錠が解除されるので、回転
輪１３は５ｅに圧接されて、１回転する。この間に、レ
バー１２ａは１往復して、再びヨーク１５に近接して、
マグ不ント１４を介して、レバー１２ａ＆ｉＮひ鎖錠さ
れる。更に若干角度の偏心回転輪１３ｅの回転により、
レバー１２は時計方向に回転して、回転輪１３と５０を
離間して動力伝達が断たれる。負荷１は対応して歩進す
る。

上述した１回の歩進には、毎回若干の差がでる。

しかし複数回の歩進をしても、その歩進の誤差は加舞−
されない特徴がある。即ち積分誤差の発生のない効果か
める。

１回毎の歩進の誤差を小さくする為の手段を次に説明す
る。

本体に設けた支軸２０　ａには、歯車２０が支持され、
歯車２０と１１は噛合している。歯車２０と１体に軟銅
円板２１が作られ、その突出部２１　ａ、２１　ｂは、
本体に固定したコ型のヨーク２２の磁路開放端に対向１
〜でいる。ヨーク２２には、励磁コイル２２　ａが装着
されている。記号２３は無接点スイッチで、突出部２１
Ｃが近接すると閉じられるように栴成されている。

励磁コイル２２ａと励磁コイル１６とは交互に通電され
る。又無接点スイッチ２３が閉じたときのみに励磁コイ
ル２２ａは通電されるようになっている。

励磁コイル１６と２２　ａは、シーソー回路（フリップ
フロップ回路）による通電制御が行なわれるものでちる
。従って励磁コイル１６の７箪しているときには、励磁
コイル２２ａは通電が断たれ、又その反対の通電も行な
われる。

又突出部２１Ｃ（磁性体）が無接点スイッチ２３に含ま
れる誘導コイルに対向すると、インダクタンスか変化す
るので、無接点スイッチ２３が導通する。

かかる無接点スイッチ２３が、励磁コイル２２　ａに直
列に接続されているものである。

励磁コイル１６に、１時的に通電すると、励磁フィル２
２ａの通電か断たれるので、円板２１ヲ介する歯車２０
の鎖錠は解除される。従って回転輪１３の１回転ととも
に、歯車２０、円板２１も１回転する。無接点スイッチ
２３が閉じると、再び励磁コイル２２ａが通電されるの
で、突出部２１ａ、２１３　ヨーク２２により、歯車２
０は鎖錠される。

上述した動作なので、回転輪１３即ち歯車２０の１回転
毎の停止位置は極めて正確となる効果がある。

従って負荷１の歩進位置も正確となるものである。

回転輪１３がｎ回転したときに、歯車２０が１回転する
ような場合には、突出部２１ａ、２１ｂの１組と同じも
のを、円板２１の円周部にｎ組だけ吟しいピンチで設け
る必要がある。対応して突出部２１　ｃに相当するもの
もｎ個だけ設ける必要がある。円板２１と同様なものを
歯車１１と同軸に設けてもよい。

以上の説明より理解されるように、励磁コイル１６に１
回の電気パルスを入力する毎に、回転輪１３も１回転し
、対応して負荷１も歩進する。又励磁コイル１６の通電
が継続している間は、負荷１は駆動され、その停止とと
もに、負荷１も停止する。

レバー１２と１２ａの支軸１１ａは共通となっているが
、別個のものとしてもよい。又回転輪５ｅ、１３をそれ
ぞれ歯車として、その噛合Ｖ（より動力伝達を行なうこ
ともできるものである。しかし、プーリ５Ｃを逆回転し
て、負荷ｌを逆行するように即ち、負強いものを使用す
る必要がある。又、制動装置（記号２２．２２　ａ、２
１ａ、２１ｂ）による制動位置が異なるので、逆回転時
の制動装置は、着千角度位置をずらして更に１組設ける
必要がある。

次に第１図の実施例は、駆動源となるブー’Ｊ５ｃより
、ベル）１０を介して、プーリ４を駆動する場合の例で
ある。前実施例と同一記号のものは同一部材なので、そ
の説明は省略する。ブー＋）　５　ｃは、電動機５０回
転軸５ａに固定されている。

本体に設けた支軸２ａには、レバー３．３ａがそれぞれ
回動自在に支持され、又歯車２も回動自在に支持されて
いる。負荷１は、所要の減速歯車を介して歯車２により
駆動されているものである１、レバー３に設けた支軸４
ａには、１体に作られたプーリ４、歯車４ｂ、偏心回転
輪４ｃが回動自在に支持されている。ブー’）　５　ｃ
　％　４は矢印Ａ時言１方向の回転なので、歯車４ｂが
これと噛合する負荷と存る歯車２より受ける反作用は、
ベルト１゜を緊張せしめるので動力伝達が確実となる特
徴がある。従ってスプリング６は弱いものですみ、又レ
バー３８を鎖錠すべき電磁鎖錠装置の励磁フィル９の通
％電力も小さいものでよい。ヨーク８、励磁コイル９、
マグイ・ソト７は、第２図のヨーク１５、励磁コイル１
６、マグネット１４に対応する部拐で、その作用効果も
同じ電磁鎖錠装置である。

励磁コイル９の通電中は、レバー３ａは左右に往復動じ
て、負荷１は駆動されている。しかし励磁コイル９の通
電を断つと、ヨ〜り８により、マグネット７（レバー３
ａに固着されている）の磁路が閉じられるので、レバー
３ａは鎖錠される。

更に若干角度の偏心回転輪４Ｃの回転により、レバー３
は、反時計方向に回転されて、ベルト１０は弛緩する。

従って負荷１も停止する。励磁コイル９０通電を開始す
ると、レバー３ａの鎖錠が解除されるので、スプリング
６の作用によりレバー３．３ａは時開方向に回転して、
ベルトＩＯを緊張して動力云達が開始される。励磁コイ
ル９に複数個の電気パルスを入力せしめると、パルス数
に対応して、負荷１を歩進できる。以上の説明のように
、作用効果は前実施例と同様である。

第１．２図の電磁鎖錠装置（７，８，９等で示されるも
の）は、同じ目的を達するものであれば他の形式のもの
でもよい。駆動回転輪となる記号５ｅで示すもの又はブ
ーＪ５ｃを駆動する原動機としては、小型の内燃機関を
利用することができる。

第１図のベルト１０は、延伸度の小さいベルトの必要が
ある。又第１図の歯車２に、第２図の制動機構（記号２
１．２１ａ、２１　ｂ、２２．２２ａ等で示すもの）を
設けると、負荷ｌの停止位置が正確となるものである。

以上の説明のように、第１．２ｖの実施例によれは、冒
頭において述べた本発明の目的が達成される効果がある
。

負荷１が慣性負荷の場合には、駆動回転輪５ｅ若しくは
ブーＩＪ　５　ｃにより急速に負荷１を駆動しようとし
ても、慣性負荷により、回転輪５ｅ、１３間がスリツク
し、スペル）１０がスリフプする。

上述した欠点を除去する為に、第３図に示す装置が付加
されている。

第１図の実施例において、歯車４ｂと偏心回転輪４Ｃは
Ｌ体にプラスチック成型により作られて、回転輪４ａに
回動自在に支持され、又プーリ４も独立に回動自在に支
持されている＝プーリ４と歯車４ｂとは、板ばねにより
、弾性的に結合されているものであるが、その詳細を第
３図につき次に説明する。

第３図には、第１図の１部のみが同一記号で示されてい
る。

第３図において、歯車４ｂには、長孔１７が設けられ、
プーリ４に植立した案内ピ／１８が長孔１７に遊嵌して
いる。

偏心回転輪４Ｃに基部１９が埋設されたＵ字型の板ばね
１９ａ、１９ｂは、案内ピン１８の両側を挾持しより、
ベルト１０により駆動される前には、板ばね１９ａ、１
９ｂは、点線Ｃの方向で、撓みかない状態にある。しか
し駆動トルクにより、プーリ４のみが、時計方向に駆動
されると、板はね１９ａ、１９ｂは、右方に屈曲される
。従って歯車４ｂに時言１方向のトルクが加えられて、
同方向に始動される。

初ル」の慣性負荷の消滅とともに、板ばね１９ａ、１９
ｂも原位置に復帰して、歯車４ｂとプーリ４とは、板ば
ね１９ａ、１９ｂを介して弾性的に結合されながら同期
回転するものである。

以上の説明より理解されるように、歯車４ｂとプーリ４
とは、板ばねを介しで、弾性的に連結されて、互いにト
ルク伝達が行なわれる構成であれば他の手段でも目的が
達成されるものである。

第３図と同様な機構を、第２図の回転輪１３と歯車１３
ｂとの間において、矢印り方向に設けることにより同じ
目的が達成できることは明らかである。

第１．２．３図の実施例による説明より判るように、冒
頭において述べた本発明の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、本発明装置の説明図、第３図は、
同じくその１部の説明図をそれぞれ示す。 １・・・負荷、　２．４ｂ、１１．２０．１３ｂ・・・
歯車、２ａ、４ａ、１３ａ、ｌｌａ、２０ａ・・・支軸
、　３．３ａ、１２．１２　ａ−・・レバー、４．５　
ｃ−＝プーリ、１３．５ｅ・・回転輪、５ａ・・電動機
５の回転軸、４Ｃ１１３Ｃ−偏心回転輪、６．６ａ、１
２ｂ、１２ｃ・・スフリング、２１・・・軟鋼円板、　
２１ａ、２１ｂ、２１　ｃ　・突出部、　２３・・・無
接点スイッチ、　２２．８．１５・Ｅ−り、　２２　ａ
、９．１６−・・励磁コイル、７．１４−＝　マグネフ
ト、　１９．１９ａ、１９　ｂ　・＝板ばね、１７・・
長孔。 特許出願人 第　ｆ　図 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原動機により駆動されて回転する駆動回転輪と、本体に
   設けた支軸により回動自在に支持された第１のレバーな
   らびに第２のレバーと、第１のし、バーの前記した支軸
   に回動自在に支持された第１の歯車と、第１のレバーの
   遊端部に設けた支軸に回動自在に支持された回転輪なら
   びにこれと同軸で独立に回転するとともに第１の歯車と
   噛合する第２の歯車と、該歯車と同軸で、第２の歯車に
   固着された偏心回転輪と、第２のレバーを前記した偏心
   回転輪に圧接するように弾撥するスプリングと、駆動回
   転輪により前記した回転輪を駆動する為のトルク伝達装
   置と、第２のレバーの遊端部を電磁的に鎖錠することに
   より、偏心回転輪の最小偏倚点の近傍に第２のレバーが
   接したときに、前記したトルク伝達装置のトルク伝達を
   停止せしめる電磁鎖錠装置と、該装置による第２のレバ
   ーの鎖錠が解除されたときに、第１のレバーに掛けられ
   たスプリングの弾撥力を介して、駆動回転輪による前記
   した回転輪に対するトルク伝達が開始されて、第１の歯
   車及び該歯車に連設された負荷を駆動する機構と、前記
   した電磁鎖錠装置による鎖錠作用を復帰せしめると、前
   記した偏心回転輪に接して往復している第２のレバーが
   前記した電磁鎖錠装置に近接したときに、これを鎖錠し
   て保持し、前記した偏心回転輪の最小偏倚点の近傍に第
   ２のレバーが接したときに、第１のレバーを偏心回転輪
   により回動して、トルク伝達装置によるトルク伝達を停
   止せしめる機構と、第２の歯車と回転輪を板ばねを介し
   て連結し、両者の相対位置が１定となるように弾性的に
   保持する機構とより構成されたことを特徴とするデジタ
   ル電磁フランチ装置。