CN102165208A - 带制动功能的电磁离合器 - Google Patents

Abstract

本发明为了提供一种带制动功能的电磁离合器，其具有能够可靠地防止电磁离合器切断以后的从动轴的连动旋转并使制动动作时的响应性提高的新功能，利用基端借助臂(7)支承于励磁件(8)的弹簧(92)而相对于转子的制动摩擦面(5d)使衬片(93)常时在制动摩擦面(5d)上滑动，从而构成制动部件(9)。而且，将该制动部件(9)的制动扭矩(Tb)的大小设定在从动轴(2)与驱动轴(1)之间的滑动扭矩(Ta)以上且小于驱动轴(1)的驱动扭矩(Tc)的范围内。

Description

带制动功能的电磁离合器

技术领域

本发明涉及一种复印机、打印机等的用于送纸的带制动功能的电磁离合器，特别是涉及一种使其制动的响应性能提高的带制动功能的电磁离合器。

背景技术

作为这种带制动功能的电磁离合器，公知有专利文献1的图1所示的装置等。

这种带制动功能的电磁离合器具有：驱动轴；从动轴，其相对于上述驱动轴同心配置；转子，其一体固定在上述从动轴上，在其一个侧面上具有离合器摩擦面，在其另一个侧面上具有制动摩擦面；磁极体，其固定在静止构件上且具有线圈和用于保持该线圈的绕线管(coil bobbin)，用于形成因上述线圈的励磁而产生的磁通的磁路；离合衔铁，其以相对于上述驱动轴仅沿轴向能够改变相对位置的方式被固定，且位于与上述转子相对的位置，其在由上述线圈的励磁产生的磁吸引力的作用下压接于上述转子的离合摩擦面；制动衔铁，其具有与上述转子的制动摩擦面相对的摩擦面，且在因上述线圈的励磁而产生的磁吸引力的作用下解除对上述转子的制动作用；用于将上述制动衔铁以仅沿轴向能够位移的方式支承在上述磁极体上的部件；弹性部件，其使上述制动衔铁仅在上述线圈无励磁时对上述转子施加制动作用。假定这种情况下的从动轴与复印机等适用机器的轴相连结。

作为这样地在复印机、打印机等的用于送纸的电磁离合器上附设制动功能，能够列举如下理由。即，这种电磁离合器安装在进纸用的辊上，在需要时打开离合器并进行进纸，但是，最近所使用的纸质呈现多样化，特别是在纸质较厚的情况下，有时出现即使离合器处于关闭状态也会由于挠曲压力而进行进纸这样的送纸错误，为了防止该情况的发生而附设上述制动功能。

而且，作为上述专利文献1所示的带制动功能的电磁离合器的工作，当线圈通电时，由于在离合衔铁、转子、制动衔铁、磁极体、从动轴中形成有磁通的磁路，并且离合衔铁被吸附在转子上，因此驱动轴的扭矩经由离合衔铁、转子被传递到从动轴，利用从动轴进行对于未图示的适用机器的进纸等所需的驱动。在该情况下，制动衔铁克服弹性部件的弹簧压力而吸附在磁极体上，从而解除对从动轴的制动作用。接着，当断开对线圈的通电后，离合衔铁与转子的吸附被释放，因此转子乃至从动轴失去驱动力，并且，制动衔铁被弹性部件的弹簧压力压附在转子上，从而在从动轴上施加所需的制动力。这样，实现了伴随供电停止地使从动轴尽早停止的对策。

专利文献1：日本特许第3291908号公报

但是，如上述专利文献1所述，在驱动轴以能够在从动轴的外周滑动(指驱动轴在从动轴的外周既能沿轴向滑动也能沿旋转方向滑动)的情况下同心套装在该从动轴的外周的结构中，当使制动衔铁与离合衔铁一起励磁工作并施加制动时，断开对线圈的通电后，制动衔铁因励磁解除引起的释放而在弹簧的作用下滑动移动至转子的制动摩擦面，从而在直到开始发挥制动的期间存在时间延迟。而且，在该时间延迟期间，在上述滑动部分继续从驱动轴向从动轴传递扭矩的一部分，因此在该扭矩比作用在从动轴上的负荷扭矩大时，产生从动轴的连动旋转。因而，在存在希望在比上述那样的的时间延迟快的时间内使转子停止这样的请求时等，对该请求进行响应是困难的。

发明内容

本发明就是着眼于这种课题而做成的，其目的在于提供一种具有新的功能的带制动功能的电磁离合器，该带制动功能的电磁离合器不只对转子施加制动还可靠地防止电磁离合器切断以后的从动轴的连动旋转并有效地提高制动工作时的响应性。

本发明为了达到该目的而采用如下所述的方法。

即，本发明的带制动功能的电磁离合器的特征在于，包括：从动轴；驱动轴，其以能够在该从动轴的外周滑动的方式同心地套装在该从动轴的外周上；转子，其能够与上述从动轴一起一体旋转，在其至少轴向的一个端面上具有离合摩擦面；衔铁，其以在轴向能够位移的方式固定在上述驱动轴上，并且其在该状态下与上述转子相对配置；励磁部件，其在用于支承上述从动轴和上述转子的旋转的静止构件侧至少具有线圈，在该线圈励磁时吸引上述衔铁并使该衔铁压接于转子的离合摩擦面，并且在供电停止时将衔铁从转子释放；制动部件，其设置在静止构件侧的一部分与上述转子、上述从动轴或者和这些构件一起一体旋转的旋转构件侧的一部分之间，用于使常时制动自静止构件侧作用于旋转构件侧；将该制动部件的制动扭矩的大小设定在上述从动轴与上述驱动轴之间的滑动扭矩以上且小于上述驱动轴的驱动扭矩的范围内。

当这样构成时，不仅能够有效地防止包含上述滑动的轴和转子在内的旋转构件侧的连动旋转，在供电停止的同时还有效地作用有制动，因此没有像以往的制动衔铁那样地从因供电停止引起的释放直至滑动到制动摩擦面所需的时间延迟，能够有效地提高停止时的响应性能。

这时的制动部件只要能够以静止构件侧为立足点并使制动扭矩作用于旋转构件侧即可，不特别地限定其构成的位置等，但是作为优选方式，列举有在转子的另一个端面上具有制动摩擦面且制动部件构成为使制动元件自静止构件侧弹性接触于该制动摩擦面的例子。

在于线圈的外周侧配置静止构件侧的磁路形成构件、且在该磁路形成构件的外周以覆盖其一部分的方式配置有上述转子、从而形成通过上述转子及上述衔铁的磁路的构造中，为了能够容易地替代以往的励磁型的制动机构，优选使弹簧的基端直接或借助支承构件支承于上述磁路形成构件或其周边的静止构件侧，使设定在该弹簧的前端侧的制动元件与上述转子的制动摩擦面弹性接触而构成上述制动部件。

制动元件可以是弹簧自身的前端，也可以是安装在弹簧前端的衬片等制动构件。

为了防止在制动元件或弹簧的一部分与磁路形成构件或支承构件的一部分之间的连动旋转并实现本发明的实际效果，优选在这些构件之间设有限制部件，该限制部件容许上述制动元件或弹簧的一部分的相对于轴向的相对位移并限制上述制动元件或弹簧的一部分的相对于旋转方向的相对位移。

本发明是如上那样的结构，能够提供如下这样的停止性能优良的带制动功能的电磁离合器：不仅在转子上施加有制动，而且能够可靠地防止从动轴在电磁离合器切断以后的连动旋转并有效地提高制动工作时的响应性，能够在供电停止的同时迅速地使与从动轴相连接的负荷停止。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的整体剖面图。

图2是表示图1的局部的外观等的图。

图3是表示本实施方式的制动部件附近的结构的主要部分解立体图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施方式。

图1所示的带制动功能的电磁离合器是具有离合器功能和制动功能的微型离合型的电磁离合器，该离合器功能能够切换在驱动轴1与作为从动轴的轴2之间弹性接触；该制动功能用于在离合器断开时使轴2停止。

驱动轴1呈中空状，为了发挥作为例如与未图示的电动机相连接的一次侧齿轮相啮合而接受动力的二次侧齿轮的作用，在驱动轴1的外周环设有齿轮齿1a，并且该驱动轴1的内周1b以能够在轴2的外周2a上滑动的方式嵌装在轴2的外周2a上。在该驱动轴1的端面上借助螺栓3a安装有能够与该驱动轴1一体旋转的板簧3，在该板簧3的外周侧的单面上，利用板簧3的弹性以相对于轴向能够位移的状态固定有衔铁4。

另一方面，与该衔铁4相邻地、在上述轴2的外周上以能够相对于该轴2一体旋转的方式安装有转子5。转子5呈有底筒状，使位于该转子5底部侧的一个端面5a与上述衔铁4相对，在该端面5a的一部分上设定离合摩擦面5b，并且在该转子5的外周位置处以与上述轴2之间隔开所需空间的方式配置有筒部5c，该转子5将从衔铁4受到的旋转扭矩传递到轴2，并且发挥构成旋转构件侧的磁路形成构件的一部分的作用。

而且，在上述空间内定位地配置有轴套式转子(hub rotor)6、线圈7和励磁件8。

轴套式转子6构成旋转构件侧的磁路形成构件的一部分，其能够相对于轴2一体旋转地被固定在轴2，在轴2的外周2a上配置有轴套部6a，基端6b从轴套部6a的基端向封闭上述空间的方向扩大。

在线圈7上经由励磁件8的一部分引入有未图示的配线，该线圈7与未图示的电动机一起被供电。

励磁件8呈配置在线圈7的外周侧的圆筒状，其用于支承卷绕线圈7的绕线管7a，并且构成静止构件侧的磁路形成部。上述转子的筒部5c配置为覆盖该励磁件8的外侧。

即，上述线圈7和上述板簧3构成本发明的励磁部件，在向外部的电动机供电并且线圈7被励磁时，沿着励磁件8、转子5、衔铁4、轴套式转子6形成如图中虚线所示的磁通φ的磁路，由此，吸引上述衔铁4并使该衔铁4压接在转子5的离合摩擦面5b上，从而将驱动轴1的动力经由板簧3、衔铁4、转子5传递到轴2，进行对与轴2相连接的未图示的适用机器等进行进纸等的负荷驱动。另外，当随着对外部的电动机的供电停止而切断对线圈7的通电并释放衔铁4对转子5的吸附时，在板簧3的作用下衔铁4自转子5脱离。

另外，在本发明所说的静止构件侧包含有线圈7或用于将线圈7保持为卷绕状态的绕线管7a、励磁件8等，在旋转构件侧包含有驱动轴1、从动轴(轴)2、衔铁4、转子5、轴套式转子6。

而且，在本实施方式中，将上述转子5的另一个端面5d作为制动摩擦面，在与该制动摩擦面5d相对的位置处构成有本发明的制动部件9。

该制动部件9由螺旋弹簧92和衬片93构成，该螺旋弹簧92的基端借助作为支承构件的臂91支承在上述励磁件8上，该衬片93设置在该螺旋弹簧92的前端而作为制动元件，利用螺旋弹簧92实现使衬片93总是处于与上述转子5的制动摩擦面5d滑动接触的状态。衬片93在其与转子5的制动摩擦面5d相对的一侧的面上具有所需的摩擦系数，其由不受磁通影响的材料构成。因此，衬片93不会随磁通的变化而动作。

另外，在本实施方式中，在衬片93与臂91之间设有限制部件R，该限制部件R容许衬片93相对于臂91的在轴向的相对位移并限制衬片93相对于臂91的在旋转方向的相对位移。如图2及图3所示，在上述臂91的一部分上形成沿轴向呈帽檐状延伸的伸出部91a，在该伸出部91a上设有引导槽91b，另一方面，在上述衬片93的一部分上形成向外周突出的突起93a，使该突起93a以能够相对于上述引导槽91b滑动的方式与上述引导槽91b相卡合。该臂91兼用于衬片93的止转和弹簧92的基端侧的支承，但是如果励磁件8的一部分具有与上述臂91相同的形态，则不需要臂91。

而且，将该制动部件9的制动扭矩Tb的大小设定为图1所示的轴2与驱动轴1之间的滑动扭矩Ta以上且低于上述驱动轴1的驱动扭矩Tc的范围内。此时的制动扭矩Tb是衬片93在弹簧92的作用下与转子5的制动侧摩擦面5d滑动接触而产生的制动扭矩，滑动扭矩Ta是离合器断开时的驱动轴1侧(离合器旋转侧)的空转扭矩，驱动扭矩Tc是在离合器连接时从外部向驱动轴1侧(离合器旋转侧)传递的旋转扭矩。

当将如上所述地使制动部件9构成为带制动功能的电磁离合器的一部分时，由于制动扭矩Tb为上述轴2与上述驱动轴1之间的滑动扭矩Ta以上，因此在离合器因供电停止而断开后，在轴2上可靠地施加有制动，能够有效地防止轴2的在与驱动轴1的滑动部分处的连动旋转。而且，该制动部件9总是在转子5上作用有制动，在供电停止的同时有效地作用有制动，因此不会像以往的制动机构那样在从伴随着供电停止的励磁解除引起的释放直到衔铁在弹簧的作用下移动滑动至制动摩擦面并开始发挥制动的期间内产生时间延迟，自不必说与轴2相连接的负荷较轻的状态或没有负荷的状态，即使是在负荷(从而具有供电停止后的惯性)为一定程度大时，也能够快速地使轴2停止，从而能够有效地响应例如在因以往结构而产生时间延迟期间内使轴2停止等这样的请求。而且，即使如此，制动扭矩Tb一般也不必设为如明显地损失从驱动轴1向轴2的动力传递效率那样大的值，从而能够容易地以特别是不会成为动作中的问题的范围来构成该制动扭矩Tb，也能够将该制动扭矩Tb抑制在能无视功耗等的范围内。

作为具体的结构，在借助衔铁4受到来自驱动轴1侧的驱动的转子5的另一侧的端面上具有制动摩擦面5d，制动部件9构成为使作为制动元件的衬片93从静止构件侧弹性接触于该制动摩擦面5d，从而能够借助作为共用的构件的转子5进行离合器连接时的动力传递和离合器断开时的制动作用，能够获得与专利文献1相同的小型化、部件数量简化的效果。

更具体地说，为了形成通过上述转子5及上述衔铁4的磁路φ，在线圈7的外周侧配置作为磁路形成构件的励磁件8，在该励磁件8的外周上以覆盖其一部分的方式配置有上述转子5这一点，也采用与专利文献1相同的结构，并且构成有借助臂91使弹簧92的基端支承在上述励磁件8上，使设置在该螺旋弹簧92的前端侧的作为制动元件的衬片93与上述转子5的制动摩擦面5d弹性接触而构成制动部件9，因此取代以往的励磁型制动机构，只要使弹簧92及衬片93直接或借助臂91支承在励磁件8上即可，仅靠外部操作就能够简单地构成。而且，该制动部件9在外周侧使制动扭矩作用于转子5，从而能够充分地确保扭矩臂。

而且，因为只要将作为制动元件的衬片93安装在弹簧92的前端即可，所以结构也极其简单。

此时，在作为制动元件的衬片93与安装在励磁件8上的臂91之间，设有容许该两者之间的轴向相对位移并限制该两者之间的旋转方向的相对位移的限制部件R，因此在转子5的制动摩擦面5d与作为制动元件的衬片93之间也能够可靠地防止连动旋转，能够有效地作用有本发明的制动作用。

另外，各个部分的具体结构并不仅限于上述实施方式。

例如，制动部件只要能够以静止构件侧为立足点而使制动转矩作用于旋转构件侧即可，不必特别限定于上述位置。例如是如下情况等：制动部件也能够构成在卷绕有线圈的绕线管与制动轴套之间等。但是，根据上述实施方式，能够在更靠外周处构成制动部件，在能够较大地获得扭矩臂方面是更有效的。

另外，也可以采用板簧来取代螺旋弹簧，当采用板簧时，由于扭转刚性较高，因此只要在板簧前端能够确保必要的摩擦系数，也可以使板簧自身直接在转子的制动摩擦面上滑动(换言之，也可以将衬片自身设为板簧状)。在该情况下，仅靠添加1个元件就能够构成本发明，只要能够将弹簧的基端与磁路形成构件或支承构件固定，也就不需要用于限制旋转方向的位移的限制部件的结构。

而且，限制部件只要能够克服转动扭矩并将制动元件保持在规定的旋转相位位置，就不限于上述构造。

另外，只要弹簧的弹性适当，即使仅将例如专利文献1的与转子的制动摩擦面滑动接触的衔铁替换为非磁性材料，也能够发挥与本发明相同的作用效果。

而且，另外，相对于例如在驱动轴与从动轴之间嵌入有滚动轴承的已知的带制动功能的电磁离合器，只要驱动轴的外周不是像滑轮那样作用有不平衡载荷的构造，就能够将该部位替换为滑动轴承并且在静止侧构件与旋转侧构件之间导入本发明的制动部件，从而能够省去占产品价格比例较高的转动轴承并有效地实现成本的降低。

其他结构在不脱离本发明的主旨的范围内也能够实施各种变形。

工业应用性

采用如上详述的本发明，不仅单纯在转子上施加有制动，而且能够可靠地防止电磁离合器切断以后的从动轴的连动旋转并有效地提高制动工作时的响应性，能够与供电停止一起迅速地使与从动轴相连接的负荷停止，能够提供一种停止性能优良的带制动功能的电磁离合器。

Claims (6)

1.一种带制动功能的电磁离合器，其特征在于，该电磁离合器包括：从动轴；驱动轴，其以能够在该从动轴的外周滑动的方式同心地套装在该从动轴的外周上；转子，其能够与上述从动轴一起一体旋转，在其至少轴向的一个端面上具有离合摩擦面；衔铁，其以在轴向能够位移的方式固定在上述驱动轴上，并且其在该状态下与上述转子相对配置；励磁部件，其在用于支承上述从动轴和上述转子的旋转的静止构件侧至少具有线圈，在励磁该线圈时该励磁部件吸引上述衔铁并使该衔铁压接于转子的离合摩擦面，并且在供电停止时将衔铁从转子释放；制动部件，其设置在静止构件侧的一部分与上述转子、上述从动轴或者和这些构件一起一体旋转的旋转构件侧的一部分之间，用于总是从静止构件侧向旋转构件侧作用制动；将该制动部件的制动扭矩的大小设定在上述从动轴与上述驱动轴之间的滑动扭矩以上且小于上述驱动轴的驱动扭矩的范围内。

2.根据权利要求1所述的带制动功能的电磁离合器，其特征在于，

在转子的另一个端面上具有制动摩擦面，制动部件构成为使制动元件自静止构件侧弹性接触于该制动摩擦面。

3.根据权利要求2所述的带制动功能的电磁离合器，其特征在于，

在线圈的外周侧配置静止构件侧的磁路形成构件且在该磁路形成构件的外周以覆盖该外周的一部分的方式配置有上述转子、从而形成通过上述转子及上述衔铁的磁路，其中，使弹簧的基端直接或借助支承构件支承于上述磁路形成构件或其周边的静止构件侧，使设定在该弹簧的前端侧的制动元件与上述转子的制动摩擦面弹性接触而构成上述制动部件。

4.根据权利要求3所述的带制动功能的电磁离合器，其特征在于，

制动元件是弹簧自身的前端或安装在弹簧的前端的衬片等制动构件。

5.根据权利要求3所述的带制动功能的电磁离合器，其特征在于，

在制动元件或弹簧的一部分与磁路形成构件或支承构成的一部分之间设有限制部件，该限制部件容许上述制动元件或弹簧的一部分的在轴向上的相对位移并限制上述制动元件或弹簧的一部分的在旋转方向上的相对位移。

6.根据权利要求4所述的带制动功能的电磁离合器，其特征在于，

在制动元件或弹簧的一部分与磁路形成构件或支承构成的一部分之间设有限制部件，该限制部件容许上述制动元件或弹簧的一部分的在轴向上的相对位移并限制上述制动元件或弹簧的一部分的在旋转方向上的相对位移。

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