JP3723872B2 - クラッチ／ブレーキ・アセンブリ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般に回転するように選択的に係合し、係合離脱後にこのような回転を急速に停止するするように選択的に制動する、出力軸を持つクラッチ／ブレーキ・アセンブリに関する。ことに本発明は、分解及び修理が比較的簡単なこのようなクラッチ／ブレーキ・アセンブリ用の改良された構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
クラッチ／ブレーキ・アセンブリは、エンジンのような回転動力源を回転出力部材に選択的に連結するように多くの機械的装置に使かわれるよく知られた装置である。たとえばエンジン及び回転駆動される切断刃の間の追尾形芝刈機（ｗａｌｋーｂｅｈｉｎｄ ｌｏｗｎ ｍｏｗｅｒ）に設けることが多い。ラッチ／ブレーキ・アセンブリを係合させるときは、エンジンの出力軸を切断刃に連絡し、この切断刃を回転する。クラッチ／ブレーキ・アセンブリの係合を離脱するときは、エンジンの出力軸は切断刃から連結がはずれ、そして切断刃は確実に制動され、このような回転を急速に停止する。このようなクラッチ／ブレーキ・アセンブリは典型的には、運転者がその手を作動レバー又は類似の構造からはずると切断刃をエンジンから連結を切り、この切断刃の回転を急速に停止する芝刈機用デッドマン安全アセンブリ（ｄｅａｄｍａｎ ｓａｆｅｔｙ ａｓｓｅｍｂｌｙ）の一部を形成する。
【０００３】
公知のクラッチ／ブレーキ・アセンブリは多年にわたり使用されているが満足の得られる機能を果たしている。しかし多くの機械的装置の場合と同様にクラッチ／ブレーキ・アセンブリはこれ等を良好な運転状態に保持するのに周期的修理を必要とする。たとえば公知のクラッチ／ブレーキ・アセンブリは典型的には、周期的に取替えなければならない軸受及び摩擦ブレーキ・ライニングを備えている。この修理作業を行うためには、特殊工具を容易には利用できない野原においては通常はクラッチ／ブレーキ・アセンブリを分解しなければならない。クラッチ／ブレーキ・アセンブリが通常このアセンブリのクラッチの部分の係合の離脱したときに、このクラッチ／ブレーキ・アセンブリのブレーキ部分を自動的に係合させるように機能する１個又は複数個のばねを通常備えているから、前記した分解を行うことは比較的困難であることが分っている。これ等のばねは、出力部材の回転を急速に停止する必要があるので比較的強い荷重を受けることが多い。従ってクラッチ／ブレーキ・アセンブリの部品を分解することは困難であり又これ等の部品を修理後に再組立てすることはなお一層困難である。すなわち公知の構造より一層簡単に分解し修理することのできるクラッチ／ブレーキ・アセンブリ用の改良された構造を提供することが望ましい。
【０００４】
【発明の開示】
本発明は、分解及び修理が比較的簡単であり回転動力源を従動装置に選択的に連結するクラッチ／ブレーキ・アセンブリ用の改良された構造に係わる。このクラッチ／ブレーキ・アセンブリは、回転動力源の出力軸に一緒に回転するようにキー止めし又はその他の方法で固定した入力ハブを備えている。入力ハブと一緒に回転するようにフランジを入力ハブに固定している。クラッチ／ブレーキ・アセンブリ内には、入力ハブに対して回転するように出力ハブを支えている。出力ハブには、これに従動装置を連結するように複数個のねじ穴を形成してある。出力ハブの外周面には、１個又は複数個の半径方向外方に延びるボスを形成してある。入力ハブのまわりには、フランジの下面と出力ハブの上面との間において摩擦板を配置してある。この摩擦板の上面にはフランジの下面に隣接して摩擦材料から成るリングを固定してある。摩擦板は、出力ハブと一緒に回転するように、かつこの出力ハブに対して軸線方向に移動するように、出力ハブに連結されている。このために摩擦板の周縁部には、この摩擦板と一体に１つの又は複数の軸線方向に延びる指状部分を形成してある。各指状部分には、これを貫いて細長い軸線方向のみぞ穴を形成してある。各指状部分は、ボスをみぞ穴内に受入れるように、出力ハブの外面上に軸線方向に延びている。各ボスに対する指状部分の係合により、摩擦板を出力ハブに１単位として一緒に回転するように能動的に係合するが、摩擦板を使用中に出力はに対し軸線方向に動かすことができる。出力ハブと摩擦板との間にこれ等を相互に遠ざかる向きに付勢するコイルばねを配置してある。出力ハブのボスの摩擦板指状部分に対する協働により出力ハブ、コイルばね及び摩擦板を、摩擦板からの出力ハブの分解を必要としないで修理のためにクラッチ／ブレーキ・アセンブリ１単位としてはずすことができる。
【０００５】
本発明の種種の目的及び利点は、添付図面による好適な実施例についての以下の詳細な説明から当業者には明らかである。
【０００６】
【実施例】
添付図面には本発明によるクラッチ／ブレーキ・アセンブリ１０を例示してある。クラッチ／ブレーキ・アセンブリ１０は機械的装置に使用して回転動力源を回転出力部材に選択的に連結するようにしてある。たとえばクラッチ／ブレーキ・アセンブリ１０は、通常普通の追尾形芝刈機に使用され、ガソリン・エンジンの出力軸１１（鎖線で示してある）を、回転従動切断刃のような回転出力部材に選択的に連結する。しかしクラッチ／ブレーキ・アセンブリ１０は、当業者にはよく知られているように実際上その他任意の機械的装置と協働してして使われる。
【０００７】
クラッチ／ブレーキ・アセンブリ１０はガソリン・エンジンの出力軸１１と一緒に回転するように、出力軸１１にキー止めし又はその他の方法で固定した入力ハブ１２を備えている。拡大した頭部部分を持つねじフアスナ１３は、ガソリン・エンジンの出力軸１１の軸線方向端部にねじ込まれ、クラッチ／ブレーキ・アセンブリ１０を出力軸１１を解放できるように保持する。第１の軸受１４の内レースは、ねじフアスナ１３の拡大頭部と、入力ハブ１２の軸線方向下端部に形成した肩部との間に捕捉してある。半径方向外方に延びる環状のフランジ１５は、入力ハブ１２と一緒に回転するように、入力ハブ１２にスプラインばめされ（ｓｐｌｉｎｅｄ）又はその他の方法で取付けてある。或いはフランジ１５を入力ハブ１２にい一体に形成してもよい。第２の軸受１６の内レースは、フンジ１５と入力ハブ１２の外面に形成した円周方向みぞ内に配置した止め輪１７との間に捕捉されてある。
【０００８】
出力ハブ２０は、入力ハブ１２に対して回転するように、第１の軸受１４の外レース上に支えられている。図４に明らかなように出力ハブ２０の下面の互いに対向する側に複数個のねじ穴２２ａを形成してある。図示の実施例ではこのようなねじ穴２０ａの２つは、出力ハブ２０の下面に形成してある。各ねじ穴２０ａに協働するように対応する対のねじフアスナ（図示してない）を設け、芝刈機の切断刃のような従動具（図示してない）を、出力ハブ２０と一緒に回転するように、出力ハブに連結することができるようにしてある。出力ハブ２０の外周面には１つ又は複数の半径方向外方に延びるをボス２０ｂを形成してある。図示の実施例ではこのようなボス２０ｂのうちの２つは、出力ハブ２０の互いに対向する側に形成してある。これ等のボス２０ｂの目的は後述する。
【０００９】
入力ハブ１２のまわりには、フランジ１５の下面と出力ハブ２０の上面との間に摩擦板２２を配置してある。摩擦材料から成るリング２３は、フランジ１５の下面に隣接して摩擦板２２の上面に固定してある。摩擦板２２は、出力ハブ２０と一緒に回転するように、しかし又この出力ハブ２０に対して軸線方向に移動するように、出力ハブ２０に連結されている。このため摩擦板２２の周縁部には、１つ又は複数の軸線方向に延びる指状部分２２ａを摩擦板２２と一体に形成してある。図示の実施例ではこのような指状部分２２ａの２つが、摩擦板２２の互いに対向する側に形成してある。図１及び２に明らかなように各指状部分２２ａは、これを貫いて細長い軸線方向みぞ穴２２ｂを形成してある。各指状部分２２ａは、それぞれ出力ハブ２０の外周面に沿って延びるように寸法を定め位置決めしてある。このように向きを定めると、出力ハブ２０に形成した各ボス２０ｂはそれぞれ、摩擦板２２の指状部分２２ａを貫いて形成したみぞ穴２２ｂ内に受入れられる。ボス２０ｂに指状部分２２ａが係合することにより、摩擦板２２を、出力ハブ２０と一緒に１単位として回転するように、出力ハブ２０に確実に結合する。しかしさらに詳しく後述するように摩擦板２２は使用中に、出力ハブ２０に対し軸線方向に動くことができる。とくに図２に明らかなように摩擦板２２の指状部分２２ａの端部は、みぞ穴２０ｂの軸線方向端部の中央に小さな軸線方向に延びる切欠き２２ｃを持つように形成してある。摩擦板２２と、摩擦材料から成るリング２３と、切欠き２２ｂとの目的はさらに詳しく後述する。
【００１０】
摩擦板２２の指状部分２２ａの端部は、図１の破線により示すように初めに山形形状を持つように形成してある。このような山形形状により、摩擦板２２の指状部分２２ａ内での出力ハブ２０の組立てが容易になる。出力ハブ２０を摩擦板２２に取付けた後、指状部分２２ａの傾斜端部を折曲げ図１の実線により示すように軸線方向に延びるようにする。すなわち指状部分２２ａの端部はボス２０ｂの軸線方向端部に沿って延びる。このようにして出力ハブ２０は摩擦板２２に保持させる。
【００１１】
この保持構造は、コイルばね２４又は類似の弾性手段が出力ハブ２０と摩擦板２２との間に配置されるから必要である。出力ハブ２０は、第１の軸受１４に支えられているから、コイルばね２４は、摩擦板２２をフランジ１５に向かい上向きに付勢する。従って摩擦板２２に設けた摩擦材料のリング２３は、コイルばね２４の付勢作用のもとにフランジ１５の下面に摩擦を伴って係合する。前記したように出力ハブ２０は、摩擦板２２と一緒に回転するように、摩擦板に連結してあるが、入力ハブ１２は、フランジ１５と一緒に回転するように、フランジ１５に連結してある。すなわち摩擦板２２のフランジ１５に対する摩擦を伴う係合により、出力ハブ２０を入力ハブ１２と共に回転させる。
【００１２】
入力ハブ１２のまわりには、フランジ１５の上方に環状のブレーキ部材２５を配置してある。ブレーキ部材２５は、摩擦材料のリング２３の周縁部の上方に位置させた周辺フランジ部分２５ａを持つように形成してある。ブレーキ部材２５の周辺フランジ部分２５ａの上面に後述の目的で円周方向に互いに間隔を置いた複数のみぞ２５ｂを形成してある。ブレーキ部材２５はさらに、外方に延びるアーム部分２５ｃを持つように形成してある。外方に延びるアーム部分２５ｃは、普通の方法で前記したエンジンのような機械的装置の非回転部品に連結するようにしてある。このようにしてブレーキ部材２５の回転運動が妨げられる。しかしさらに後述するようにブレーキ部材２５は、入力ハブ１２に対して選択的な軸線方向運動をするように支えられる。すなわちブレーキ部材２５の外向きに延びるアーム部分２５ｃと、機械的装置の非回転部品との間の連結は、このような相対的軸線方向運動に適応しなければならない。典型的にはこの連結は、ブレーキ部材２５の外向きに延びるアーム部分２５ｃ貫いて形成したみぞ穴２５ｄを貫いて延び、相対回転運動は妨げるが、相対的軸線方向運動はできるようにしたピン（図示してない）によって行われる。
【００１３】
図示１ではブレーキ部材２５を第１の位置で例示してある。この第１の位置では、このブレーキ部材２５の周辺フランジ部分２５ａは、摩擦材料のリング２３の周縁部から軸線方向に間隔を置いている。すなわちブレーキ部材２５と摩擦板２２との間に摩擦を伴う接触を生じない。しかし後述のようにしてブレーキ部材２５を、第２の位置に軸線方向下方に動かすことができる。この第２の位置では、周辺フランジ部分２５ａは摩擦材料リング２３の周縁部に係合する。この状態になると、ブレーキ部材２５は摩擦板２２をばね２４の付勢作用に逆って下方に押し、摩擦材料のリング２３は動かされ、フランジ１５との摩擦を伴う係合を離脱する。すなわちブレーキ部材２５のような下降運動により、摩擦板２２をフランジから離し、入力ハブ１２が出力ハブ２０を回転駆動しないようにするのは明らかである。これと同時にブレーキ部材２５のこのような下降運動により、ブレーキ部材２５を摩擦板２２に摩擦を伴って係合させ、通常慣性によって出力ハブ２０がさらに回転するのを急速に停止する。
【００１４】
同様にブレーキ部材２５を図１に示した第１の位置に軸線方向上向きに戻すことができる。図１ではブレーキ部材２５の周辺フランジ部分２５ａは、摩擦材料のリング２３の周縁部から係合を離脱する。この状態になると、摩擦板２２は、ばね２４の付勢作用のもとに上向きに動かされ、摩擦材料のリング２３は戻され、フランジ１５に摩擦を伴つて係合する。すなわちブレーキ部材２５のような上向き動動により、摩擦板２２がフランジ１５に摩擦を伴いふたびたび係合して入力ハブは１２のより出力ハブ２０を回転駆動する。同時にブレーキ部材２５のこのような上向き動動により、ブレーキ部材２５は、摩擦板２２に対する係合を離脱し、前記したようにブレーキ作用が生じないようにする。
【００１５】
ブレーキ部材２５の上昇及び下降の運動は回転アクチユエータ２６の回転に応答して生ずる。回転アクチユエータ２６は、当業界には普通のもので、入力ハブ１２に対して回転するように第２の軸受１６の外レースに支えた杯状の中央部分２６ａを備えている。回転アクチユエータ２６はさらに、周辺方向に互いに間隔を置いた複数のみぞ２６ｃを下面に形成した外周縁部２６ｂを備えている。回転アクチユエータ２６に形成した下部のみぞ２６ｃは、ブレーキ部材２５に形成した上部のみぞ２５ｂに隣接して位置させてある。互いに整合した対の各みぞ２５ｂ、２６ｃには、ブレーキ部材２５及び回転アクチユエータ２６の間に球形のボール２７を位置させてある。又ブレーキ部材２５と回転アクチユエータ２６との間に薄いケージ２８を配置し、ボール２７を互いに整合した対のみぞ２５ｂ、２６ｃに保持しこれ等の間に一定の間隔を保つようにする。
【００１６】
互いに協働するみぞ２５ｂ、２６ｃは、回転アクチュエータ２６を第１の向きに（図３の鎖線で示した位置に）回転したときに、ボール２７はブレーキ部材２５にカム作用を及ぼし、ブレーキ部材２５を下方に付勢し、摩擦板２２をフランジ１５から離し、同時に摩擦板２２を出力ハブ２０の回転を急速に停止するように係合させる。同様に回転アクチュエータ２６を第２の向きに（図３に実線で示す位置に）回転したときに、カム作用によりブレーキ部材２５を上向きに動かし、摩擦板２２をフランジ１５にふたたび係合させ、同時に出力ハブ２０を入力ハブ１２と一緒に回転させるように、摩擦板２２の係合を離脱させる。複数の普通のばねアセンブリ３０を設けて、ブレーキ部材２５を摩擦板２２から遠ざかる向きに上方に付勢する。すなわちブレーキ部材２５を、回転アクチュエータ２６の回転運動により確実に下方に付勢しないならば、ブレーキ部材２５は図１に示した位置に保持される。
【００１７】
典型的な追尾形芝刈機では、第１の位置（図３に実線で示した）から第２の位置（図３に鎖線で示した）への回転アクチュエータ２６の回転運動は、典型的には芝刈機の取っ手に隣接して位置するデッドマン安全アセンブリ（図示してない）の可動レバーの運動に応答して生ずる。回転アクチュエータ２６は、デッドマン安全アセンブリのレバーに作動的に連結した外向きに延びるアーム部分２６ｄを持つように形成する。デッドマン安全アセンブリのレバーを解放すると、ばね機構により回転アクチュエータ２６を第１の向きに回転させ、摩擦板２２をフランジ１５から離し、同時にブレーキ部材２５を摩擦板２２に摩擦を伴って係合させ出力ハブ２０の回転を急に止める。
【００１８】
本発明の利点は、出力ハブ２０及び摩擦板２２を、指状部分２２ａを貫いて形成したみぞ穴２２ｂとボス２０ｂとの協働により１単位として一緒に保持することにある。前記したようにコイルばね２４は、出力ハブ２０及び摩擦板２２の間に配置され、これ等を相互に遠ざかる向きに付勢する。ボス２０ｂとみぞ穴２２ｂとの協働により、出力ハブ２０と摩擦板２２とを修理又は交換のために１単位としてクラッチ／ブレーキ・アセンブリ１０から取りはずし、さらに摩擦板２２からの出力ハブ２０の分解を必要としないで、クラッチ／ブレーキ・アセンブリ１０の内部の操作ができる。このような分解は、コイルばね２４の存在により困難なだけでなく、又再組立てのために圧縮するのに特殊の工具の使用が必要である。互いに協働するボス２０ｂとみぞ穴２２ｂとを設けることによりこの必要がなくなる。その理由はボス２０ｂとみぞ穴２２ｂとにより、出力ハブ２０と摩擦板２２とを、コイルばね２４の付勢作用に逆らって一緒に保持するからである。
【００１９】
以上本発明のクラッチ／ブレーキ・アセンブリ１０を、出力ハブ２０に形成した各ボス２０ｂに沿って延びる２つの指状部分２２ａを摩擦板２２に備えるものとして述べたが、一層少ない又は一層多いこのような互いに協働する指状部分２２ａ及びボス２０ｂを設けてもよいのは明らかである。同様にとくに述べた互いに協働する指状部分２２ａ及びボス２０ｂ以外の構造を設け、クラッチ／ブレーキ・アセンブリ１０から取りはずしたときに、摩擦板２２及び出力ハブ２０を１単位として一緒に保持するようにしてもよいのは明らかである。
【００２０】
前記したように摩擦板２２の指状部分２２ａの端部は、みぞ穴２２ｂの軸線方向端部の中心部に小さな軸線方向に延びる切欠き２２ｃを持つように形成してある。或る使用時間後に、指状部分２２ａの端部は、みぞ穴２２ｂの各すみ部の１つで破損することが分った。切欠き２２ｃは、指状部分２２ａの端部に対し危険防止破損点を形成する。破損が生ずる場合は、この破損は、みぞ穴２２ｂの中央部に近接して位置する切欠き２２ｃで又はその近くに生ずる。すなわち指状部分２２ａ内にボス２０ｂを保持するのに十分な量の材料が指状部分２２ａの端部の各側に残る。従って出力ハブ２０及び摩擦板２２は、破損が生じてもコイルばね２４の付勢作用のもとに１単位として一緒に保持される。
【００２１】
以上本発明の原理及び作動方式を好適な実施例について述べた。しかし本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるクラッチ／ブレーキ・アセンブリの１実施例の一部の横断面図である。
【図２】本クラッチ／ブレーキ・アセンブリの一部を示す図１の２−２線に沿い矢印の向きに見た拡大側面図である。
【図３】図１に示したクラッチ／ブレーキ・アセンブリの平面図である。
【図４】図１に示したクラッチ／ブレーキ・アセンブリの下面図である。
【符号の説明】
１０ クラッチ／ブレーキ・アセンブリ
１２ 入力ハブ
２０ 出力ハブ
２０ｂ ボス
２２ 摩擦板
２２ｂ 指状部分

Claims (8)

1. 回転動力源に連結されるのに適する入力ハブと、
   従動装置に連結されるのに適する出力ハブと、
   この出力ハブと一緒に回転運動するように、かつ前記出力ハブに対して軸線方向に移動するように、前記出力ハブに連結された摩擦板と、
   この摩擦板と前記出力ハブとを一緒に保持する保持手段と、
   前記出力ハブが前記入力ハブと一緒に回転するために、前記出力ハブを駆動するように、前記摩擦板を前記入力ハブに選択的に連結する連結手段と、
   を包含するクラッチ／ブレーキ・アセンブリにおいて、
   前記保持手段に、前記出力ハブに形成したボスと、前記摩擦板に形成した指状部分とを設け、
   前記摩擦板と前記出力ハブとを一緒に保持し、かつ前記摩擦板と前記出力ハブとを１単位として前記クラッチ／ブレーキ・アセンブリから取りはずすことができるように、前記ボスが貫いて延びるみぞ穴を、前記指状部分に設けて成るクラッチ／ブレーキ・アセンブリ。
2. 前記指状部分にさらに、前記みぞ穴の端部に形成した切欠きを設けた請求項１のクラッチ／ブレーキ・アセンブリ。
3. 前記摩擦板と前記出力ハブとを、相互に遠ざかる向きに付勢するばねをさらに備えた請求項１のクラッチ／ブレーキ・アセンブリ。
4. 前記入力ハブと一緒に回転するように支えられたフランジを、前記入力ハブに設けた請求項３のクラッチ／ブレーキ・アセンブリ。
5. 前記摩擦板と前記出力ハブとを、第１の位置に向かい相互に遠ざかるように付勢するばねを備え、前記摩擦板が前記フランジに係合し、前記出力ハブが前記入力ハブと一緒に回転するように、前記出力ハブを駆動するようにした請求項４のクラッチ／ブレーキ・アセンブリ。
6. 前記摩擦板を第２の位置に向かい前記ばねの付勢作用に逆らって選択的に移動させる移動手段を備え、前記摩擦板が前記フランジに摩擦を伴って係合しなくてかつ前記出力ハブが前記入力ハブと一緒に回転するように、前記出力ハブを駆動しないようにした請求項５のクラッチ／ブレーキ・アセンブリ。
7. 前記摩擦板を第２の位置に向って選択的に移動させる前記移動手段に、ブレーキを設け、このブレーキ板が前記摩擦板に係合してこの摩擦板を前記ばねの付勢作用に逆らって前記第２位置に移動させる第１位置と、前記ブレーキ板が前記摩擦板に係合しない第２位置との間を、前記ブレーキ板が移動できるようにした請求項６のクラッチ／ブレーキ・アセンブリ。
8. 前記ブレーキ板を前記第１位置と前記第２位置との間で選択的に移動させるアクチュエータをさらに備えた請求項７のクラッチ／ブレーキ・アセンブリ。

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