JP3271415B2 - クラッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原動軸と一体回転する
原動側クラッチ体を軸方向に移動させて、従動側クラッ
チ体と係脱するようにしたクラッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原動軸から従動軸の負荷側に回転力を伝
達するためにクラッチ等を介在させて目的の装置を駆動
回転する方法は一般的に行なわれている。例えば工作機
のタレット装置においてスピンドルに回転を伝達するク
ラッチはタレットを所定角度割出回転させるとき原動軸
側とスピンドル側との連結を切放す必要が生じてくるの
で、その時にクラッチを作動させて原動軸側クラッチ歯
とスピンドル側クラッチ歯の噛合を外している。このた
め機台を再運転するときは、駆動モータの回転をスピン
ドルに伝達する原動軸側の前記クラッチをスピンドル側
方向に移動させてスピンドル側のクラッチ歯と噛合さ
せ、スピンドルに回転を伝達するようにしている。

【０００３】このクラッチ装置の噛合時において、切放
されている原動軸側のクラッチをスピンドルのクラッチ
歯に押し付けたときに両方のクラッチ先端の歯と歯が当
って噛合ずスピンドルと原動軸との連結ができないとき
があるので、この場合には一旦クラッチを元に戻して駆
動モータをインチングさせて、原動軸側クラッチ歯の円
周方向の位置を変えて相手スピンドル側のクラッチ歯に
合わせるようにしていた。しかし、作業者がインチング
運転をやり直しても、時には何回も噛合不良が続くとい
う欠点があった。更に駆動モータを何回もインチング起
動を繰返すので電気接点の焼損が発生していた。

【０００４】そこで、上記問題点を解決するクラッチ装
置として本出願人により特開平４−３２７０２６号公報
において第１実施例及び第２実施例として開示されたも
のがあり、先ず、前者のものでは、原動側クラッチ体に
形成したクラッチ歯と同一円周上に歯幅の広い１つのガ
イド歯を設けると共に、このガイド歯を原動側クラッチ
体のクラッチ歯に対して軸方向にのみ移動可能に装着
し、このガイド歯に対して前記クラッチ歯を噛合方向へ
付勢するばねを介在して、クラッチ歯先をガイド歯先よ
り噛合側に位置させ、原動側クラッチ体のガイド歯先
を、両クラッチ体のクラッチ歯先が対向した時にガイド
歯先が従動軸に形成したクラッチ歯先と対向しないよう
に円周方向に位相をずらして設け、前記ガイド歯には、
従動軸のクラッチ歯先と係合して、両者を相対回動させ
るガイド面を形成したものであった。このように構成さ
れたクラッチ装置では、クラッチ歯が対向した時に、原
動側クラッチ体のガイド歯のガイド面が従動側クラッチ
歯先に係合することにより両軸が相対回動されクラッチ
歯の円周方向位相をずらすことができるので、駆動軸側
のクラッチ歯が噛合側方向に１回クラッチ作動すること
で従動側クラッチ歯と噛合を完了させ得るようになって
いる。

【０００５】また、後者のものは、原動側クラッチ体に
形成したクラッチ歯より大径となる円周上に等ピッチ間
隔で複数の原動側ガイド歯を設けると共に、これらのガ
イド歯を原動側クラッチ体のクラッチ歯に対して軸方向
にのみ移動可能に装着し、このガイド歯に対して前記ク
ラッチ歯を噛合方向へ付勢するばねを介在して、ガイド
歯先をクラッチ歯先より噛合側に位置させ、さらに、従
動軸には、この軸に形成した従動側クラッチ歯より大径
の円周上に１つの従動側ガイド歯を設け、原動側ガイド
歯先を、クラッチ歯先が対向した時に従動側クラッチ歯
先と対向しないように円周方向に位相をずらして設け、
両ガイド歯には互いに係合して、両者を相対回動させる
ガイド面を形成したものであった。このように構成され
たクラッチ装置では、クラッチ歯が対向した時に、原動
側ガイド歯のガイド面が従動側ガイド歯のガイド面に係
合することにより両軸が相対回動されクラッチ歯の円周
方向位相をずらしてクラッチ歯を噛合せ、駆動軸側のク
ラッチ歯が噛合側方向に１回クラッチ作動するだけで従
動側クラッチ歯と噛合を完了させ得るようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術におい
て前者では、ガイド歯の歯幅は広く、従動側クラッチ歯
と噛み合い可能な幅に設定されていないため、ガイド歯
は従動側クラッチ歯と噛み合う軸方向位置まで移動でき
ず、必然的にガイド歯ストロ−クは短くなり、クラッチ
係脱確認用のスイッチの取付箇所が直接ガイド歯ストロ
−クを検出し得るような、原動側クラッチ体に極めて接
近した機械内部位置となり、このスイッチのメンテナン
スが容易に行えないといった問題があった。また、後者
では、原動側ガイド歯と従動側ガイド歯とは互いに噛み
合い可能な幅に設定され、原動側ガイド歯ストロ−クは
長くなるが、原動側ガイド歯は円周方向に等ピッチ間隔
で複数設け、かつ、従動軸にも原動側ガイド歯と噛み合
い可能な従動側ガイド歯を設ける必要があり、部品点数
が多くなるとともに構成が複雑となってしまう問題があ
った。

【０００７】以上より本願の目的は、部品点数を少なく
し、かつ、ガイド歯ストロ−クを大きくしてスイッチ取
付箇所をメンテナンスし易い位置とすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、原動軸と一体回転する原動側クラッチ体を
軸方向に移動させて、従動側クラッチ体と係脱するよう
にしたクラッチ装置であって、原動側クラッチ体にガイ
ド歯を設けると共に、このガイド歯を原動側クラッチ体
のクラッチ歯に対して軸方向にのみ移動可能に装着し、
このガイド歯に対して前記クラッチ歯を噛合方向へ付勢
するばねを介在して、クラッチ歯先をガイド歯先より噛
合側に位置させ、原動側クラッチ体のガイド歯先を、両
クラッチ体のクラッチ歯先が対向した時にガイド歯先が
従動側クラッチ体のクラッチ歯先と対向しないように円
周方向に位相をずらして設け、前記ガイド歯には、従動
側クラッチ体のクラッチ歯先と係合して、両者を相対回
動させるガイド面を形成したクラッチ装置において、ガ
イド歯の歯幅を従動側クラッチ体のクラッチ歯と噛み合
い可能な幅に設定したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記のように構成されたクラッチ装置では、ク
ラッチ歯が対向した時に原動側クラッチ体のガイド歯の
ガイド面が従動側クラッチ歯先に係合することにより両
軸を相対回動してクラッチ歯の円周方向位相をずらして
クラッチ歯を噛合せる。この両クラッチ歯噛み合い時
に、ガイド歯は従動側クラッチ歯と噛み合う幅としたの
で、従来よりガイド歯ストロ−クを大きくでき、スイッ
チ取付箇所をクラッチ体から離れた、メンテナンスし易
い位置とすることができる。

【００１０】

【実施例】本実施例によるクラッチ装置の実施例を図
１、図２、図３、図４に示す図面をもとに説明する。タ
レット装置１は割出モータＭ１の回転力によりタレット
ヘッド２を所定角度、割出回転させるタレット回転駆動
系と、スピンドル用モータＭ２の回転力によりスピンド
ル軸（従動側軸）３を回転させるスピンドル回転駆動系
とを有する。図１において、タレット装置１のサドル４
の斜面部４ａにタレットヘッド２が割出可能に装着して
ある。タレットヘッド２に複数のスピンドルケース６が
取付けられ各スピンドルケース６にスピンドル軸３が回
動自在に支持されている。このスピンドル軸３後端に従
動側クラッチ体３ａのクラッチ歯として例示する外歯ス
プライン３ｂが円周方向に当ピッチで設けてある。この
外歯スプライン３ｂはその後端面が尖先のガイド面３ｃ
（図４に示す）に形成され、後述の駆動側クラッチ体１
５のガイド歯１９と係合するようにしてある。

【００１１】サドル４には前記スピンドル軸３の１つが
所定割出位置（例えば図１で水平状態の位置）に割出さ
れたとき、このスピンドル軸３と同軸上に原動軸１０が
軸受１２，１２で回動自在に支持されている。原動軸１
０がギヤ列１１を介してモータＭ２で回動される。この
原動軸１０の先端には原動側クラッチ体１５が軸方向に
のみ摺動可能に装着してある。この原動側クラッチ体１
５において、原動軸１０の外歯スプライン１０ａに摺動
ケース１６の全長に形成した内歯スプライン１６ａが嵌
合してあり、この内歯スプライン１６ａの先端部分がク
ラッチ歯として作用する。摺動ケース１６には内歯スプ
ライン１６ａが切欠かれて１つのキー溝１６ｃが形成さ
れ、このキー溝１６ｃに対応して１つの長穴１６ｄを形
成してある。キー溝１６ｃには先端をガイド面１９ａと
したガイド歯１９が軸方向に摺動自在に嵌込まれ、この
ガイド歯１９は長穴１６ｄを介して摺動ケース１６外周
に軸方向摺動可能に嵌装したクラッチシフタ１８と一体
連結してある。このクラッチシフタ１８と摺動ケース１
６との間にはばね２０が介在され、ガイド歯１９に対
し、内歯スプライン１６ａを噛合方向（従動側クラッチ
方向）へ付勢している。

【００１２】原動側クラッチ体１５の前記内歯スプライ
ン１６ａとガイド歯１９とはその歯先が図４に示すよう
に円周方向の位相がずらしてあり、前記従動側クラッチ
体３ａの外歯スプライン３ｂと原動側クラッチ体１５の
内歯スプライン１６ａの歯先（歯端面）が対向したと
き、従動側クラッチ体３ａの外歯スプライン３ｂの歯先
とガイド歯１９の歯先とが対向せず、この状態で従動側
外歯スプライン３ｂとガイド歯１９を噛合せた時に両者
のガイド面３ｃ，１９ａの係合でガイド歯１９を外歯ス
プライン３ｂに対して相対的に円周方向へ回動させるよ
うにしてある。また、ガイド歯１９の歯幅は従動側クラ
ッチ体のクラッチ歯と噛み合い可能な幅に設定してあ
る。前記クラッチシフタ１８はクラッチシフタ溝１８ａ
にまたがるクラッチバー２５の先端のカムフォロア２６
が嵌入してあり、シリンダ３１の動作によってクラッチ
バー２５は軸３０を支点に揺動し、クラッチシフタ１８
を前後動させる。又摺動ケース１６の後端にはストッパ
１７が締着され、ストッパ１７と軸受１２間には、原動
側クラッチ体１５を従動側クラッチ体３ａ方向へ付勢す
るばね２１が介在してある。シリンダ３１は両ロッド型
であり、このシリンダ３１後方には近接スイッチ３５が
配設され、この近接スイッチ３５がシリンダの後側ロッ
ド３１ａの突出位置を検知し、外歯、内歯スプライン３
ｂ，１６ａの噛合を確認する検知信号を制御装置（図示
しない）に送るようになっている。

【００１３】次に、上記構成による作用を図４を基に説
明する。原動側、従動側クラッチ体１５，３の噛合が外
された状態でタレットヘッド２が割出されスピンドル軸
３の１つが割出位置に割出される。次いでシリンダ３１
が作動してピストンロッドが後退するとクラッチバー２
５が揺動され、クラッチ体１５は原動軸１０上をクラッ
チ噛合方向に移動させられる。その時図４(a)に示すよ
うにクラッチ体１５の摺動ケース１６の内歯スプライン
１６ａの歯先と相手スピンドル軸３の外歯スプライン３
ｂの歯先とが対向位置にあると、図４(b)に示すように
内歯スプライン１６ａは移動途中で外歯スプライン３ｂ
の歯先に当接する。

【００１４】クラッチ本体１５が更に噛合方向へ移動す
ると、内歯スプライン１６ａの歯先が外歯スプライン３
ｂの歯先と当接したまま摺動ケース１６に対してクラッ
チシフタ１８がばね２０を圧縮しながら移動し、ガイド
歯１９の歯先は図４(c)に示すように当接状態の内歯ス
プライン１６ａの歯先より前方へ出してスピンドル軸３
の外歯スプライン３ｂのガイド面３ｃと係合する。クラ
ッチ体１５のガイド歯１９はスピンドル軸３の外歯スプ
ライン３ｂとクラッチ体１５の内歯スプライン１６ａの
歯先が対向したとき、外歯スプライン３ｂの歯先と対向
しないよう歯先の位相をＡだけずらしているので前記ス
ピンドル軸３の外歯スプライン３ｂのガイド面３ｃにガ
イド歯１９のガイド面１９ａが係合し、ガイド歯１９が
更に噛合方向に移動するとこのガイド面３ｃとガイド面
１９ａの係合により、スピンドル軸３の外歯スプライン
３ｂとガイド歯１９は夫々互いに円周方向に対して逆方
向に回動される。

【００１５】これによって内、外歯スプライン３ｂ，１
６ａの歯先がずれて両歯先の当接状態が解除さればね２
０の力で内歯スプライン１６ａが噛合方向に押し出さ
れ、内、外歯スプライン３ｂ，１６ａの歯先のガイド面
３ｃ，１６ｂによって外歯スプライン３ｂ間に内歯スプ
ライン１６ａが入り込む。この時ガイド歯１９も、図４
(ｄ)に示すようにクラッチ歯３ｂとの係合が外され、外
歯スプライン３ｂ間に入り込んでいる。こうしてスピン
ドル軸３のクラッチ体３ａと原動軸１０のクラッチ体１
５との噛合が完了するとクラッチ噛合確認用の近接スイ
ッチ３５が後側ロッド３１ａの突出を検知し、クラッチ
噛合確認信号を制御装置に送る。尚、外歯スプライン３
ｂとガイド歯１９の歯先が互いに対向した状態では、ガ
イド歯１９が外歯スプライン３ｂの歯先によって円周方
向に案内されることはなく、スピンドル軸３の外歯スプ
ライン３ｂと原動側クラッチ体１５の内歯スプライン１
６ａが直接噛み合うことになる。

【００１６】以上のように本実施例のクラッチ装置で
は、ガイド歯１９の歯幅は従動側クラッチ体３ａの外歯
スプライン３ｂと噛み合い可能な幅に設定してあり、ク
ラッチの噛合時にガイド歯１９が外歯スプライン３ｂ間
に入り込むようにしたので、ガイド歯１９のストロ−ク
Ｌ、即ち、クラッチシフタ１８のストロ−クを大きくす
ることができ、このクラッチシフタ作動用のシリンダス
トロ−クを大きくできて、クラッチ噛合確認用の近接ス
イッチ３５を容易にメンテナンス可能な例えばシリンダ
３１後方位置に配設することができるとともに、クラッ
チ装置自体の部品点数を極力少なくすることができる。
また、本実施例では、ガイド歯１９を角スプラインで形
成してそのガイド面１９ａをその歯幅の略全長に到る傾
斜面とし、かつ、従来に比べクラッチ歯の歯数を半減し
たので、クラッチの組付寸法精度を一般公差とすること
ができ、従来に比べより安価に組み付けを行うことがで
き、さらに、クラッチ歯先どうしが対向当接する確立が
小さくなっている。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明装置によれば、ガイ
ド歯の歯幅を従動側クラッチ体のクラッチ歯と噛み合い
可能な幅に設定したので、ガイド歯ストロ−クを大きく
することができ、ガイド歯を移動させる駆動源にストロ
−クの大きなものを使用できる。従って、駆動源として
シリンダを用いた場合には、そのピストンストロ−クの
検出によりクラッチ噛合いが確実に確認でき、クラッチ
噛合確認用のスイッチを、原動側クラッチ体から離れた
容易にメンテナンス可能な位置に配設することができる
とともに、クラッチ装置自体の部品点数を極力少なくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるクラッチ装置を備えたタレット装
置の側断面図である。

【図２】クラッチ装置の要部断面図である。

【図３】図２のＰ視図である。

【図４】本発明におけるクラッチ装置のクラッチ歯、及
びガイド歯の作動説明図である。

【符号の説明】

３ スピンドル軸、３ａ クラッチ体、 ３ｂ 外歯ス
プライン、１０ 原動軸、 １５ クラッチ体、１６
摺動ケース、１６ａ 内歯スプライン（クラッチ歯）、
１９ ガイド歯、１９ａ ガイド斜面、 ２０ ばね

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動軸と一体回転する原動側クラッチ体
   を軸方向に移動させて、従動側クラッチ体と係脱するよ
   うにしたクラッチ装置であって、原動側クラッチ体にガ
   イド歯を設けると共に、このガイド歯を原動側クラッチ
   体のクラッチ歯に対して軸方向にのみ移動可能に装着
   し、このガイド歯に対して前記クラッチ歯を噛合方向へ
   付勢するばねを介在して、クラッチ歯先をガイド歯先よ
   り噛合側に位置させ、原動側クラッチ体のガイド歯先
   を、両クラッチ体のクラッチ歯先が対向した時にガイド
   歯先が従動側クラッチ体のクラッチ歯先と対向しないよ
   うに円周方向に位相をずらして設け、前記ガイド歯に
   は、従動側クラッチ体のクラッチ歯先と係合して、両者
   を相対回動させるガイド面を形成したクラッチ装置にお
   いて、ガイド歯の歯幅を従動側クラッチ体のクラッチ歯
   と噛み合い可能な幅に設定したことを特徴とするクラッ
   チ装置。