JPH0227532B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気機械式クラツチ及びブレーキユニ
ツトに関するもので、特に、回転する部材を所定
の位置まで作動させて停止する電気機械式クラツ
チ及びブレーキユニツトに関する。

［従来の技術およびその問題点］ 技術分野によつては電気機械式摩擦ブレーキが
用いられており、このブレーキは移動部材、特に
回転する部材を作動して停止するだけでなく、所
定の最終停止位置に確実に停止させることができ
る。この点に関して、ミシンの電気機械式位置出
し用の摩擦ブレーキは知られかつ広く使用されて
おり、この摩擦ブレーキはミシンを迅速に停止さ
せるだけでなく、針を上死点あるいは下死点の最
終停止位置で確実に停止させる。

摩擦ブレーキは苛酷な作動状態に耐えると共に
極めて正確に停止することのできるブレーキを必
要とするミシンに適しているため、ミシン用のブ
レーキとして極めて重要である。事実、このブレ
ーキの場合は通常毎分10000回転に達する回転部
材に作用しなければならず、ミシンの作動中は停
止および再始動が頻繁に繰り返される。したがつ
て、このブレーキは故障を生じることなく頻繁に
作動しなければならない。更に、これ等のミシン
の場合、このブレーキは寸法が小さく、針を停止
する位置が正確でなければならず、停止位置が正
確でなければ縫いを再開したときに重大な故障を
生じさせる。これは、針の位置は例えばフツクに
極めて関係が深いためであり、また、フツクが正
しい位置にない場合には糸の導糸が切断すると針
およびフツクから簡単に外れてしまうためであ
る。特に、最近のミシン用位置出し摩擦ブレーキ
は種々の技術的解決手段を用いて構成されてい
る。しかし、これ等は共通の構成部材を有し、こ
の共通の構成部材には駆動軸と一体のフライホイ
ールと、被動軸に一体のブレーキカツプリングデ
イスクあるいは摩擦デイスクを有し、このデイス
クは指令によりフライホイールおよび停止手段と
選択的に係合可能となつている。また、被動軸の
回転位置を決定し、少なくとも前記カツプリング
デイスクの選択的係合を行う制御および作動装置
を共通の構成部材として備えている。これ等の制
御および作動装置は特に回転スイツチを備え、こ
のスイツチは被動軸の位置とカツプリングデイス
ク上で作動する手動部材を含む部材の位置を正確
に検出する。カツプリングデイスクが通常の剛性
の摩擦デイスクであれば、制御および作動装置は
このカツプリングデイスクをフライホイールと停
止手段との間で変位する。カツプリングデイスク
が磁力の引付け力に反応する弾性デイスクであれ
ば、制御および作動装置はこの弾性デイスクを変
形してフライホイールあるいは停止手段に向け
る。他の場合、制御および作動装置はパネル状の
制動作用あるいは主として磁気粒子で形成された
カツプリングデイスク上の磁気吸引力により作動
する。

いずれの場合も、制動作用はカツプリングデイ
スクの回転数を毎分約250−300回転に減少させ、
所定の位置となつたときに直ちに停止する。この
過程で、ミシンは停止指令から最終の停止まで３
乃至５ステツチを越えない範囲で縫い、このとき
針は上死点あるいは下死点にあつて大きくずれる
ことはない。

上記の停止手段には種々の型式のものでよく、
例えばブレーキを囲む固定ハウジングの平坦部分
であれば、この平坦部分に前記カツプリングデイ
スクを押圧し、あるいはカツプリングデイスクの
回転位置および軸方向位置の双方を制御する補助
電動モータが非連続状に配置される。

いずれの場合も、ミシンの特に重要な部分にお
ける最近知られている電気機械式の位置出し摩擦
ブレーキは特別な摩擦部材が用いられており、こ
の摩擦部材は上記の手段の間に挿入され、効果的
な制動作用をなし、この摩耗も程度は少なくとも
これ等のミシンの苛酷な使用による許容限度内に
あり、保守あるいはオーバーホールのためのミシ
ンの停止は極めて少ない。これ等の摩擦部材が挿
入される部材は非常に高速であり、したがつて極
めて軽くなければならないため、これ等摩擦部材
は極めて特別なものである。

これ等の問題および耐久性、最少重量、最適の
摩擦効率という相反する要求を充足するため、天
然および合成の素材を混ぜて処理された混合物か
ら形成された摩擦部材が広く使用されている。特
に、コルクで形成された摩擦部材は軽量であるこ
とおよび低コストであること、特に適当な粘度の
油を充分含浸できるために使用されている。この
油はコルクあるいはこれと同等な材料を直接接触
から保護し、この粘度により適当な摩擦効率を与
えることができる。

コルクあるいは同様な材料が油を含浸している
限り、ブレーキは満足すべき特性を有するが、油
がなくなると制動作用はコルクの直接接触により
なされ、このコルクは制動効率を減少する点まで
摩耗する。コルクは曲げおよびねじりに耐えるこ
とができず、非常に薄い層状に配置しなければな
らないため、摩擦部材のサイズを大きくしてこの
重大な欠点を解決することは不可能である。この
ため、コルク内に保有される油の量は比較的限定
されている。

実際に、現在は様々な構造を備えた電気機械式
位置出し摩擦ブレーキが存在するが、少なくとも
最近のこれらブレーキの全てはコルクあるいはこ
れと同様な油を含浸した混合材料を使用すること
を基本としている。したがつて、現在のブレーキ
は軽量であり多くの点で満足でき、長期間使用で
きるるものであるが、ブレーキ自体はこの保守に
関して工業用のミシンにおける問題のない構成部
材を構成しないということはない。これ等の状況
において、本発明の解決しようとする技術的課題
は従来技術における欠点を解決することができ、
確実に完全に作動しかつ摩耗が極めて少ない特に
上記型式の電気機械式クラツチ及びブレーキユニ
ツトを得ることにある。

上記問題を解決するため、本発明は簡単で極め
て有益な構造を有すると共に、低コストで工業的
に大規模に製造することのできる電気機械式クラ
ツチ及びブレーキユニツトを提供することを目的
とする。

［問題点を解決するための手段、作用及び効果］ 上記目的を達成する本発明によれば、駆動軸に
結合されたフライホイールを収容するハウジング
と、このハウジングに設けられた制動装置と、被
動軸に結合され、前記フライホイールと制動装置
との間に配置されてこれらのフライホイールと制
動装置とに選択的に係合されるカツプリングデイ
スクと、前記フライホイール及び制動装置にそれ
ぞれ装着され、油を含浸されてオイルリザーバを
形成する焼結金属材料製の摩擦部材と、天燃材料
と合成材料との混合材料によりコルク状に形成さ
れかつ油を含浸され、前記カツプリングデイスク
に装着されて前記焼結金属材料製の摩擦部材とそ
れぞれ摩擦係合する混合材料製の摩擦部材とを具
備してなり、前記焼結金属材料製の摩擦部材内の
油は毛管現象により前記混合材料製の摩擦部材に
供給される、被動軸が選択的に作動及び停止され
る機械特にミシンの電気機械式クラツチ及びブレ
ーキユニツトが提供される。

このクラツチ及びブレーキユニツトによれば、
被動軸はカツプリングデイスク及びフライホイー
ルを介して駆動軸に結合され、停止するときはこ
のカツプリングデイスクがハウジングに設けられ
た制動部材に係合される。これらの係合は、フラ
イホイール及び制動装置に装着されかつ油を含浸
された焼結金属材料製の摩擦部材と、カツプリン
グデイスクに装着され、油を含浸された混合材料
製の摩擦部材とにより行われる。これらの摩擦部
材には油が含浸されているため、回転数が大きく
相違する場合でも焼損することがない。混合材料
製の摩擦部材の油が喪失した場合でも、焼結金属
材料製の摩擦部材内に含浸された油が毛管現象に
より僅かづつ表面まで供給される。

したがつて、本発明のクラツチ及びブレーキユ
ニツトは極めて簡単かつ低コストで信頼性が高
く、長期間作動することができる。

本発明の特徴および利点は添付図面に例示され
た本発明の何等限定されない好ましい実施例より
明らかとなる。

［実施例］ 図中、本発明の実施例による電気機械式クラツ
チ及びブレーキユニツトの全体を符号１で示す。
このクラツチ及びブレーキユニツトは被動軸が選
択的に作動及び停止される機械、例えばミシンに
用いられるもので、外部にハウジング２を備え、
このハウジング２を貫通して一側に駆動軸３が、
また、これと反対側に被動軸４が設けられてお
り、この被動軸４にはプーリ５が装着されてい
る。これ等の駆動軸３および被動軸４は適宜の軸
受６で保持されている。

駆動軸３はフライホイール７と一体に結合さ
れ、被動軸４はフライホイール７に対向しかつこ
のフライホイール７と平行なカツプリングデイス
ク８に結合されている。カツプリングデイスク８
は一側をフライホイール７に係合可能で、このフ
ライホイール７とカツプリングデイスク８の一側
（図の左側）はクラツチを形成する。また、カツ
プリングデイスク８の他側すなわち図の右側はを
ハウジング２と一体の制動装置９に係合すること
ができる。カツプリングデイスク８を係合するた
め、制御および作動装置が設けられており、この
制御および作動装置は被動軸４の回転位置を決定
することができ、これ自体はある程度知られてい
るので図示してない。一方、本実施例における図
示の制御および作動装置は２あるいはそれ以上の
電磁コイル１０を有し、この電磁コイル１０はハ
ウジング２に固定され、カツプリングデイスク８
に作用してこのカツプリングデイスク８を作動す
る。このコイル１０はカツプリングデイスク８の
両側に配置されているが、相互干渉を避けるため
互いに整合した位置には配置されていない。本実
施例においては、コイル１０はカツプリングデイ
スク８の両側主要面を形成する板１１に作用する
点で有利である。この板１１はカツプリングデイ
スク８上に取り付けられて回転するが、このカツ
プリングデイスクから僅かに分離することがで
き、フライホイール７あるいはハウジング２すな
わち制動装置９と係合することができる。カツプ
リングデイスク８との上記係合を得るため、板１
１を遊びを設けてねじで取り付けるか、あるいは
カツプリングデイスク８に噛合う平歯を設けるこ
とも可能である。

更に、摩擦部材が設けられており、これらの摩
擦部材は互いに接触して係合し、フライホイール
７、カツプリングデイスク８の板１１の領域、お
よびハウジング２で限定される制動装置９の間で
作動される。これらの摩擦部材は図示の実施例で
は各板１１の外側に設けられたコンタクト部材１
２と、各コンタクト部材１２に対向してフライホ
イール７とハウジング２とに設けられた反作用部
材１３とを有している。これ等の摩擦部材すなわ
ちコンタクト部材１２および反作用部材１３の全
ては図示のようにリング状に形成されている。

コンタクト部材１２は天然および合成の材料が
好適に混合されかつ油を含浸された特別のコルク
状に形成される点で有益である。一方、反作用部
材１３は油を含浸した焼結金属材料で形成される
点で有益である。この油を含浸された焼結金属材
料はコルク状に形成された混合材料製コンタクト
部材よりもかなり大きな反作用部材を形成する。
更に、フライホイール７に係合され、クラツチを
形成する反作用部材１３は、ハウジング２に係合
され制動手段を形成する反作用部材１３と容積が
同じである。このハウジング２の径はフライホイ
ール２よりも大きいため、図から明らかなように
ハウジング２の反作用部材１３はフライホイール
２の反作用部材１３よりも小さな断面積を有して
いる。

なお、図に示す大きさは本発明を何等特定する
ものでないことは明らかである。

上記説明した主要構造を有する電気機械式クラ
ツチ及びブレーキユニツトは次のように作用す
る。

最初に駆動軸３がフライホイール７と共に高速
で回転し、カツプリングデイスク８が被動軸４と
共に回転する。実際には、フライホイール７の近
傍に位置するコイル１０の作用により、フライホ
イール７に面する板１１のコンタクト部材１２が
これに対応する反作用部材１３に係合し、クラツ
チ係合状態となる。通常の作動状態ではコンタク
ト部材１２および反作用部材１３間には滑りは生
じない。ここで指摘されることは、板１１はその
コンタクト部材１２をこれに対応する反作用部材
１３に係合させる一方、フライホイール７に隣接
するコイル１０から僅かに離れている点である。
被動軸４の停止が指令されると、フライホイール
７の近傍に位置するコイル１０の引付け力はなく
なり、これと反対側でハウジング２上に配置され
たコイル１０が作動される。フライホイール７と
は反対側のコイル１０はこれに対応するカツプリ
ングデイスク８の板１１を引付け、したがつて、
このコンタクト部材１２は対応する反作用部材１
３に対して引付けられる。上記部材間の回転速度
の差は非常に大きいが、コンタクト部材１２を形
成するコルク状材料に油が含まれているため焼け
ることはなく、この油の粘度で摩擦の効果が決定
される。

カツプリングデイスク８は連続的な作用あるい
は一連のパルス様の作用により、１分間当りの回
転数が約250乃至300回転になるまで減速される。
この時点で制御および作動装置がコイル１０に作
用し、カツプリングデイスク８の回転位置が所定
位置に達するまで自由に回転させる。そして、コ
イル１０が再度作動されて直ちにカツプリングデ
イスク８を停止し、実質的にカツプリングデイス
クとハウジング２とを一体とする。この制動動作
は、混合材料で形成されたコルク状主要摩擦部材
を焼損することなく非常に多くの回数に渡つて繰
返すことができる。実際に、コルク状の摩擦部材
の油がなくなつてしまつても、焼結金属材料で形
成された反作用部材１３はこの内部に蓄えられた
油を毛管現象により長期間供給することができ
る。この場合、焼結金属材料は現実にオイルリザ
ーバを形成し、この油は摩擦により発生する熱お
よびこの摩擦により生じる吸引作用により表面ま
で送り出される。

何回にも渡る試験により本発明は前述の目的が
達成できることが確認された。特に、この新規な
電気機械式クラツチ及びブレーキユニツトは極め
て信頼性が高く、油が含浸された焼結金属材料製
の摩擦部材はブレーキの寿命に対して実際に尽き
ることのないオイルリザーバを形成し、混合材料
で形成されたコルク状のコンタクト部材内部の全
ての油がなくなつても機能を果たすことが確認さ
れた。更に本発明によるブレーキは簡単で実際的
な特質を有し、休止位置ではこのブレーキはコン
タクト部材を回転自由のアイドル状態に保持し、
このため手動により調整することができる。

このクラツチ及びブレーキユニツトは他の機械
装置、特にミシンにも簡単に取付けることができ
る。

本発明はこの発明の範囲内にある様々な変形お
よび変更が可能である。例えば、オイルリザーバ
を形成する摩擦部材は他の多孔性材料で形成する
ことができ、この材料の多孔性質を、必要ならば
適宜の小さな溝、ダクトが形成しあるいはラビリ
ンス構造により得ることも可能である。更に、全
ての特徴は技術的に同等の部材によつても得るこ
とができる。ここに使用される材料、形状および
サイズは必要に応じてどのような性質あるいは大
きさとすることもできる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例による電気機械式クラツチ
及びブレーキユニツト全体の一部を切断した部分
断面図である。 １……クラツチ及びブレーキユニツト、２……
ハウジング、３……駆動軸、４……被動軸、５…
…プーリ、６……軸受、７……フライホイール、
８……カツプリングデイスク、９……制動装置、
１０……コイル、１１……板、１２……コンタク
ト部材、１３……反作用部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動軸に結合されたフライホイールを収容す
   るハウジングと、このハウジングに設けられた制
   動装置と、被動軸に結合され、前記フライホイー
   ルと制動装置との間に配置されてこれらのフライ
   ホイールと制動装置とに選択的に係合されるカツ
   プリングデイスクと、前記フライホイール及び制
   動装置にそれぞれ装着され、油を含浸されてオイ
   ルリザーバを形成する焼結金属材料製の摩擦部材
   と、天然材料と合成材料との混合材料によりコル
   ク状に形成されかつ油を含浸され、前記カツプリ
   ングデイスクに装着されて前記焼結金属材料製の
   摩擦部材とそれぞれ摩擦係合する混合材料製の摩
   擦部材とを具備してなり、前記焼結金属材料製の
   摩擦部材内の油は毛管現象により前記混合材料製
   の摩擦部材に供給される、被動軸が選択的に作動
   及び停止される機械特にミシンの電気機械式クラ
   ツチ及びブレーキユニツト。 ２ 前記カツプリングデイスクの両側の主要面は
   板で形成され、これらの板はカツプリングデイス
   クに対して回転しないように取り付けられ、互い
   に前記フライホイールの方向と制動装置の方向と
   に移動する特許請求の範囲第１項記載のクラツチ
   及びブレーキユニツト。 ３ 前記カツプリングデイスクは休止位置にある
   ときは、前記フライホイールと制動装置との間に
   遊びを有して回転可能に配置される特許請求の範
   囲第２項記載のクラツチ及びブレーキユニツト。