JP5695929B2 - 遠心力操作式連結装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の遠心力操作式連結装置に関するものである。

特許文献１から知られている遠心力操作式連結装置、すなわち遠心クラッチでは、遠心錘の軸線方向位置を固定するためのホールダが設けられている。ホールダは軸線方向においてばねを部分的に橋絡している。

ばねが破損した場合、ばねが遠心クラッチの領域から外側へ回動して隣接の部材と接触し、これを損傷または破壊しないようにしなければならない。このため、クラッチドラムとは反対側でクラッチ全体をディスクによって覆うことが知られている。

遠心クラッチをパワーソー、刈払い機等の手で操縦される作業機で使用する場合、遠心クラッチの重量をできるだけ軽量にするとともに、軸線方向における構造サイズをできるだけ小さくする必要がある。

独国実用新案登録第９４１１９４５Ｕ１号

本発明の課題は、構成が簡潔で軽量なこの種の遠心力操作式連結装置を提供することである。

この課題は、請求項１の構成を備えた遠心力操作式連結装置によって解決される。
位置固定要素が遠心錘と一体に形成されていることにより、位置固定要素を小型に構成できる。軸線方向位置固定用に別個のディスクを備えた連結装置に比べて構造幅が狭くなり、位置固定ディスクの重量を節減できる。位置固定要素のために付加的な部材を必要としないので、連結装置の構成が簡潔になる。位置固定要素を別個に形成した場合に起こりうる位置固定要素の誤った取り付けが阻止されている。組み立てる部品数が少ないので、組み立てが簡単である。

有利には、位置固定要素は少なくとも１つのばねを回転軸線の方向において位置固定させている。この場合、位置固定要素は、特に、ばねが損傷または破損した場合にばねを遠心クラッチで保持して横ずれまたは抜けおちを阻止するために用いる。ばねは、有利には、その長さの少なくとも一部にわたって、遠心錘に設けた受容部内に配置されている。受容部は、有利には、その半径方向内側の面と半径方向外側の面とにばねのための位置固定要素を有している。この場合、位置固定要素間の間隔は有利にはばねの外径よりも小さい。これにより、ばね破損の場合にばねが横ずれするのを簡単に阻止できる。この場合、位置固定要素は、有利には、遠心錘のクラッチドラムとは逆の側に配置される。というのは、クラッチドラム自体によってクラッチドラム側へのばねの変位が阻止されるからである。

位置固定要素が、ばねの周囲に隣接して配置される、ほぼ楔状に形成された保持突起として構成されていれば、簡潔な構成が得られる。保持突起は非常に小さく形成されていてよく、ばねまたはばねの破片が抜けおちない程度に受容部を狭くするにすぎない。位置固定要素によって軸線方向の構成サイズが大きくらず、その結果公知の配置構成に比べて構成空間を節減できる。

有利には、少なくとも２つの遠心錘が設けられ、ばねは、引張りコイルばねとして形成され、その端部でもって隣接の遠心錘に掛止されている。この場合、有利には、遠心錘の間に、ばねによって橋絡される中間空間が形成されている。有利には、１つの遠心錘と一体に形成される少なくとも１つの半径方向の位置固定要素が設けられ、該位置固定要素は、ばねの半径方向外側の面において、ばねに隣接して中間空間内へ突出している。これにより、折損したばね部分が半径方向外側へ抜け落ちるのを簡単に阻止できる。有利には、互いに隣接し合っている遠心錘の２つの半径方向の位置固定要素は互いに相手側へ突出している。この場合、これら位置固定要素の間の間隔は、連結装置の静止状態で、ばねのワイヤー径のほぼ０．５倍なしいほぼ２倍に相当している。これにより、製造公差が不都合な場合でも、互いに隣接し合っている遠心錘が互いに接触するのを阻止することができる。同時に、ばねの破片が半径方向外側へ抜け出るのを阻止することができる。位置固定要素を比較的小さく構成することができるので、重量の増大はわずかでしかない。公知の位置固定装置と比べると、連結装置の総重量が軽減されている。

総じて連結装置の小サイズ化を達成するため、ばねの外径は少なくとも遠心錘の厚さに相当している。従って、遠心錘はばねから側方へ突出しない程度に幅狭に形成されている。連結装置の幅は必要とするばねの径によって特定される。

有利には、少なくとも１つの位置固定要素は回転軸線の方向においてホールダでの遠心錘の位置を固定している。公知の遠心クラッチでは、このために別個のホールダが設けられていた。この別個のホールダは補助的な部材であり、連結装置の構成を複雑にし、重量を増大させる。位置固定要素が遠心錘に案内細条部として形成され、該案内細条部がホールダに形成された案内溝内へ突出していれば、簡潔な構成が得られる。これにより、遠心錘をホールダに対して軸線方向両方向において位置固定させることができる。特に、案内溝はホールダの案内部材に形成され、案内細条部は遠心錘と一体に形成されて、該遠心錘のガイドスリット内へ突出している。

有利には、遠心錘は金属から成っている。特に、少なくとも１つの位置固定要素は遠心錘に焼結結合されている。これにより、位置固定要素を遠心錘とともに共通の製造方法で製造することができる。位置固定要素を製造するための別個の方法ステップは必要ない。３つの遠心錘が設けられ、これら遠心錘が３つのばねを介して互いに結合されていれば、有利な構成が得られる。

連結装置は遠心クラッチであり、該遠心クラッチはクラッチドラムを有し、遠心錘は、該遠心錘が半径方向外側の位置にあるときにクラッチドラムに接触する。しかし、連結装置は遠心力操作式制動装置等であってもよい。

次に、本発明の有利な実施形態を図面を用いて説明する。
遠心クラッチの側面図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩによる断面図である。 クラッチドラムを取り外した遠心クラッチの斜視図である。 クラッチドラムを取り外した図１の線ＩＶ−ＩＶによる断面図である。 クラッチドラムを取り外した図１の線Ｖ−Ｖによる断面図である。 クラッチドラムを取り外した、図１の矢印ＶＩの方向に見た遠心クラッチの側面図である。 図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩによる断面図である。 遠心錘の斜視図である。 図８の遠心錘の側面図である。 図９の線Ｘ−Ｘによる断面図である。 図９の線ＸＩ−ＸＩによる断面図である。 図１０の矢印ＸＩＩの方向に見た側面図である。 図１２の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩによる断面図である。 図１２の線ＸＩＶ−ＸＩＶによる断面図である。 遠心クラッチのホールダの斜視図である。 ホールダの側面図である。 図１６の線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩによる断面図である。 図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩによる断面図である。 図１８の線ＸＩＸ−ＸＩＸによる断面図である。

図１は、遠心力操作式連結装置の１実施形態として遠心クラッチ１を示している。遠心クラッチ１の代わりに、遠心力操作式制動装置等を設けてもよい。遠心クラッチ１は、有利にはパワーソー、研磨切断機、刈払い機等の手で操縦される作業機のパワートレイン内において駆動原動機と駆動される工具との間に配置され、予め構造的に設定された連結回転数を越えたときに工具を原動機の駆動軸と相対回転不能に結合させる。駆動原動機（特に内燃エンジンとして構成されている）のアイドリング時には原動機は通常工具から切り離されている。遠心クラッチ１はホールダ３を有し、ホールダ３は図２に図示したように駆動軸８と相対回転不能に結合されている。ホールダ３は半径方向外側へ突出する３つの案内部材４を有し、これら案内部材にはそれぞれ遠心錘５が配置されている。互いに同一に構成されている３つの遠心錘５は、それぞればね６用の２つの掛止穴１０を有している。それぞれのばね６はその端部でもって、周方向に隣接している遠心錘５に掛止されている。

遠心クラッチ１はクラッチドラム２を有し、該クラッチドラムのエッジ２３は、遠心クラッチ５と該遠心クラッチの半径方向外側にある領域とオーバーラップしている。駆動軸８が回転軸線２１（遠心クラッチ１の対称軸線でもある）のまわりに回転駆動されると、遠心力がばね６の力に抗して半径方向外側へ向けて遠心錘５に作用する。予め構造的に設定された回転数を越えると、遠心錘５が半径方向外側へ変位し、その摩擦面１８でもってエッジ２３と接触する。これにより駆動軸８はクラッチドラム２と摩擦結合される。クラッチドラム２には、図２に図示した従動軸９が相対回転不能に固定されている。

複数個のばね６の１つが破損すると、このばね６が図２の図示において左側へ遠心クラッチ１から突出して隣接している部材を損傷または破壊しないようにしなければならない。ばね破損の場合でもばね６を遠心クラッチ１で確実に保持するため、ばね６に隣接するように遠心錘５には保持突起１２と１３が一体成形されている。この場合、回転軸線２１に関して保持突起１２は半径方向内側に位置するように、保持突起１３は半径方向外側に位置するように設けられている。ばね６が半径方向に飛び出すのを阻止するため、半径方向の保持突起１４が遠心錘５に一体成形されている。次に、保持突起１２，１３，１４の構成を詳細に説明する。

図２が示すように、遠心クラッチ１は比較的幅狭に形成されている。回転軸線２１に平行に測った遠心錘５の厚さｇは、本実施形態では、ばね６の外径ｄよりも幾分小さい。それ故、遠心クラッチ１の構造幅が同じであれば、遠心クラッチ１のクラッチドラム２とは逆の側に密閉して形成される受容部にばね６を配置することは、不可能である。

図３ないし図７は遠心クラッチ１の構成を詳細に示したものである。図４が示すように、保持突起１２と１３はほぼ楔状に形成されている。保持突起１２と１３は互いに間隔ｂ（図７）を有し、この間隔ｂはばね６の外径ｄよりも小さい。図６が示すように、半径方向の保持突起１４は遠心錘５の中央領域に配置された細条部として形成され、遠心錘５の厚さｇの半分以下にわたって延在している。これはばね６を拘束するために十分である。

図７が示すように、遠心錘５は、ばね６の端部部分を配置することのできるそれぞれ２つの受容部１１を有している。この場合、受容部１１は回転軸線２１に対しほぼ接線方向に配向されており、その結果ばね６も回転軸線２１に対する周方向に対し接線方向に配置されている。互いに隣接し合っている遠心錘５の個々の受容部１１は互いに対向し合っており、その結果各ばね６を第１の端部でもって１つの遠心錘５に配置し、第２の端部でもってこの遠心錘に隣接している遠心錘５に配置することができる。互いに隣接し合っている遠心錘５の間にはそれぞれ幅ｈを有する中間空間２２が形成されている。この中間空間２２内へ半径方向の保持突起１４が突出している。中間空間２２はばね６によって橋絡されている。図７が示すように、保持突起１４は静止状態において互いに間隔ｂを有し、この間隔ｂは、本実施形態では、引張りコイルばねとして構成されたばね６のワイヤー径ｃよりもわずかに大きい。間隔ｂは有利にはワイヤー径ｃのほぼ半分ないしほぼ２倍である。

遠心クラッチ１は、さらに、回転軸線２１の方向においてホールダ３での遠心錘５の位置を固定する位置固定装置を有している。図１と図５が示しているように、ホールダ３の案内部材４は遠心錘５のガイドスリット１５内へ突出している。ガイドスリット１５は回転軸線２１に対し半径方向に配向されている。しかし、ガイドスリット１５を回転軸線２１の半径方向に対し傾斜するようにまたは湾曲するように形成してもよい。ガイドスリット１５内には案内細条部１６が突出し、案内細条部１６はガイドスリット１５の長手方向に延在して、ガイドスリット１５の中央部へ突出している。案内細条部１６は遠心錘５よりも著しく幅狭に形成されている。案内細条部１６はホールダ３の案内部材４によって両側を取り囲まれている。案内細条部１６を受容するため、案内部材４は案内溝１７を有し、この案内溝１７内へ案内細条部１６が突出している。これによって、回転軸線２１の方向においてホールダ３に対する遠心錘５の位置が固定されている。

図８ないし図１４は、遠心錘５の構成を詳細に示している。図１０が示すように、ばね６のための受容部１１は、回転軸線２１に対しほぼ平行に延在している側壁２０を有している。楔状の保持突起１２と１３はこれらの側壁２０から受容部１１内へ延在している。複数の図が示すように、遠心錘５は両側に凹部１９を有し、これらの凹部１９はそれぞれ遠心錘５の厚さのほぼ三分の一にわたって延在している。遠心錘５はガイドスリット１５の領域においてのみ全幅にわたって延在している。受容部１１および掛止穴１０の領域には凹部１９が延在しており、その結果これらの領域では遠心錘５の厚さはより薄くなっており、よって遠心クラッチ１の全重量もより軽量になっている。図１２が示すように、案内細条部１６はガイドスリット１５のほぼ全深さにわたって延在している。本実施形態では、ガイドスリット１５の片側にのみ１つの案内細条部１６が設けられているが、ガイドスリット１５の互いに対向し合っている側に２つの案内細条部を配置してもよい。

図１４が示すように、案内細条部１６の幅ｅは、図１９に示した案内溝１７の幅ｆにほぼ相当している。幅ｅとｆは有利には遠心錘５の厚さｇのほぼ四分の一ないし三分の二である。これによって軸線方向における良好な案内が生じる。ホールダ３を詳細に示す図１５ないし図１９が示すように、案内溝１７はそれぞれホールダ３の案内部材４の同じ側に設けられ、その結果ホールダ３の回転対称な構成が生じている。さらに図１６が示すように、ホールダ３は駆動軸８のための受容部７を有している。

遠心錘５は、ホールダ３およびクラッチドラム２と同様に金属から成っている。遠心錘５は有利には焼結方法で製造され、この場合保持突起１２，１３，１４は遠心錘５に焼結結合される。保持突起１２，１３，１４が設けられているので、遠心錘５を軸線方向に位置固定するための補助部材は設けずに済む。

１ 遠心クラッチ
２ クラッチドラム
３ ホールダ
４ 案内部材
５ 遠心錘
６ ばね
１１ ばねの受容部
１２，１３ 保持突起（位置固定要素）
１５ ガイドスリット
１６ 案内細条部（位置固定要素）
１７ 案内溝
２１ 回転軸線
２２ 中間空間
ａ 位置固定要素間の間隔
ｂ 静止状態での位置固定要素間の間隔
ｃ ばねのワイヤー径
ｄ ばねの外径

Claims (11)

1. ホールダ（３）で半径方向に可動に支持され、半径方向内側の位置と半径方向外側の位置との間で可動な少なくとも１つの遠心錘（５）と、該遠心錘（５）を前記半径方向内側の位置へ付勢している少なくとも１つのばね（６）とを備えた遠心力操作式連結装置であって、該連結装置が、回転軸線（２１）のまわりに回転可能に配置され、且つ前記少なくとも１つのばね（６）を前記回転軸線（２１）の方向において位置固定する少なくとも１つの位置固定要素を含み、前記少なくとも１つのばね（６）が、その長さの少なくとも一部にわたって、前記遠心錘（５）に設けた受容部（１１）内に配置され、前記少なくとも１つの位置固定要素が前記遠心錘（５）と一体に形成されている前記連結装置において、
   前記受容部（１１）がその半径方向内側の面と半径方向外側の面とにそれぞれ前記ばね（６）のための前記位置固定要素を有し、該位置固定要素間の間隔（ａ）が前記ばね（６）の外径（ｄ）よりも小さいことを特徴とする連結装置。
   連結装置。
2. 前記位置固定要素が、前記ばね（６）の周囲に隣接して配置される、楔状に形成された保持突起（１２，１３）として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の連結装置。
3. 少なくとも２つの遠心錘（５）が設けられ、前記ばね（６）が、引張りコイルばねとして形成され、その端部でもって隣接の遠心錘（５）に掛止されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の連結装置。
4. 前記遠心錘（５）の間に、前記ばね（６）によって橋絡される中間空間（２２）が形成され、１つの遠心錘（５）と一体に形成される少なくとも１つの半径方向の位置固定要素が設けられ、該位置固定要素が、前記ばね（６）の前記半径方向外側の面において、前記ばね（６）に隣接して前記中間空間（２２）内へ突出していることを特徴とする、請求項３に記載の連結装置。
5. 互いに隣接し合っている遠心錘（５）の２つの半径方向の位置固定要素が互いに相手側へ突出しており、前記連結装置の静止状態で、これら位置固定要素の間の間隔（ｂ）が前記ばね（６）のワイヤー径（ｃ）の０．５倍なしい２倍に相当していることを特徴とする、請求項４に記載の連結装置。
6. 前記ばね（６）の外径（ｄ）が少なくとも前記遠心錘（５）の厚さ（ｇ）に相当していることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の連結装置。
7. 前記少なくとも１つの位置固定要素が前記回転軸線（２１）の方向において前記ホールダ（３）での前記遠心錘（５）の位置を固定し、前記位置固定要素が前記遠心錘（５）に案内細条部（１６）として形成され、該案内細条部（１６）が前記ホールダ（３）に形成された案内溝（１７）内へ突出していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の連結装置。
8. 前記遠心錘（５）が半径方向に配向されるガイドスリット（１５）を有し、該ガイドスリット（１５）内へ前記ホールダ（３）の案内部材（４）が突出していること、前記案内溝（１７）が前記ホールダ（３）の前記案内部材（４）に形成されていること、前記案内細条部（１６）が前記遠心錘（５）と一体に形成されて、該遠心錘（５）の前記ガイドスリット（１５）内へ突出していることを特徴とする、請求項７に記載の連結装置。
9. 前記遠心錘（５）が金属から成っていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の連結装置。
10. 前記少なくとも１つの位置固定要素が前記遠心錘（５）に焼結結合されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の連結装置。
11. ３つの遠心錘（５）が設けられ、これら遠心錘（５）が３つのばね（６）を介して互いに結合されていること、前記連結装置が遠心クラッチ（１）であり、該遠心クラッチがクラッチドラム（２）を有し、前記遠心錘（５）は、該遠心錘が半径方向外側の位置にあるときに前記クラッチドラム（２）に接触することを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載の連結装置。

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