JPH02240416A - クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は強じんな紙、平坦な厚紙又は段ボール等の平坦
要素を加工するために使用される機械の主モータの出口
部に取付けられるクラッチに関する。付与される馬力の
ために、このようなりラッチは通常、採用された軸線に
沿って移動する部片に、摩擦面を備えたクラッチ機構を
作動する流体によって起動されている。即ちこのクラッ
チ機構とその回転軸との間に使用されている継手は弾性
的である。

従来の技術 原則的には、クラッチは、第１軸又はフライホイールへ
恒久的に取付けられたフランジと、該第１軸又はフライ
ホイールへ同軸的に位置づけられた第２軸へ取付けられ
た摩擦ディスクを保持している板と、を有し、回転時に
は該板はフランジへ強く付与されるが第２軸に関し軸線
方向に可動となっている。容易に理解されうるように、
クラッチ作用は、摩擦ディスクがフランジと接触状態に
入るまで板をフランジの方向へ移動することから成る。

摩擦ディスクとフランジとが互いに接触したときに発生
する摩擦力は、第１駆動軸又はフライホイールから第２
の被駆動軸へ、もし第２軸側が駆動側なら、その逆にト
ルクの伝達を可能としている。クラッチの恒久的位置は
通常、ばね又はその他の引戻し手段により達成されてお
り、一方、−時的位置は、純機械的又は圧縮空気又は圧
縮流体などの流体を含むによって得られている。例えば
恒久的な係合を保持するような自動車のクラッチでは、
第２軸に沿って滑動しかつハウジングの内周上のピボッ
ト接続されたハブ上に着座しているラジアルばねが圧力
を板の面に抗してモータへ接続されたフランジの方向へ
及ぼしている。ペダルを起動すると、ハブが板の方へ移
動する。この作用は、レバーとして作用するばねのため
゛に該板を第２軸に沿う伝達運動によってフランジから
遠くへ引張る。

重大な馬力が作用する場合にはクラッチを二重にするこ
とがよい。この場合周辺にある間隔保持片により平行か
つ所定間隔に支持した２つのフランジを使用するのであ
ろう。そしてこの装置は第１軸又はフライホイール上へ
同軸的に取付けられるのである。このようなりラッチは
、さらに、板と、２つのフランジ間にある第２軸上に同
軸的に取付けた対向板と、を含んでいる。一般にこれら
の板は、適当なばねによって互いに接近してクラッチを
はずした状態に保持され、一方、ピストンはクラッチを
入れるときに要求されるように互いにはなして配置する
目的で板と対向板との間に存する。こうしてもし機械が
特に流体回路中にトラブルを生じたときに引戻し手段が
自動的にクラッチをはずすであろう。

上述の両実施例は、クラッチ摩擦ディスクを保持してい
る板が回転軸上を容易に滑動することが重要であること
を示している。この問題は軸支持体の周辺に長手方向歯
の列を切削することで解消された。さらに軸のこれらの
歯に係合する歯が板等の内方円形部分に切削される。こ
れにより板等が軸に沿って差込まれ、板の内方歯付リム
と歯付軸支持体との係合を可能としている。こうして板
は回転時には固定しているが滑動時には自由な状態とな
っている。

これに伴なって発生する困難は、もし可能なら、バック
ラッシュを減少するために歯付切削後に該歯の高精度な
修正により減少される。さらに第２軸の支持体は板の移
動運動の間その部分に生じる摩擦力を出来るだけ減少す
るために注意深（注油される。

発明が解決しようとする課題 この方式は中程度の馬力までは満足であるが、軸上で板
等を接続するこの方式は高出力クラッチにおいては不適
切である。それは当初に歯が互いにノッキングを生じこ
れがバックラッシュを発生するからである。−度、バッ
クラッシュが発生し大きくなると、クラッチが係合した
ときに機械全体にわたって大きい振動ショックが伝達し
て騒音を発生する。次いでこのバックラッシュ部分は接
触摩滅を発生し、これが、板等を移動したときに、ピス
トン又はフォーク状部材のような起動手段又は反動引戻
し手段の摩擦力をかなり増長させねばならなくなる。こ
のことは指令に対するクラッチの応答を遅らせることと
なり緊急時のクラッチ切断の場合に特に危険となる。

課題を解決するための手段 本発明の目的は上述の課題及び特に機械加工の板状要素
と共に使用するクラッチについての課題を解決すること
にある。このようなりラッチは板とハブとの間に間隔に
関する問題がないことが要求されており、これにより始
動時又は制動時における迅速応答が可能でねじれ剛性が
大でかつ振動をかなり小さくできる。さらにこのクラ−
クチの応答時間は短かくでき、これは特に発生する摩擦
力を低下し又はなくすことにより得られる。またかかる
クラッチはパーツの寿命が長く、長時間これをセットし
交換する必要はなく、軸に沿う板等のより長いストロー
クのため摩擦ディスクの使用を多くしているのみである
。

これらの目的は、 平行をなしているが周辺部に配置された壁部又は円形壁
によって互いにはなされて保持されている２つの円形フ
ランジであって一方のフランジが第１軸又はフライホイ
ール上に共軸線上に取付けられている２つの円形フラン
ジと、 これらのフランジの該一方より小さい直径を有し、両フ
ランジ間にて第２軸上で共軸線上に取付けてあり、共通
した回転を行なうが軸線方向に移動可能でありかつ前記
各フランジに対置する面に摩擦ディスクを有している円
形の板及び対向板と、流体の圧力で彫版出来かつ前記板
と対向面との間に配設されており、前記摩擦ディスクを
各フランジに係合するよう前記板及び対向板を互いには
なして保持できる少なくとも１つの室と、該膨脹可能な
室内に加圧流体がない場合には前記板を対向板の方へ接
近させて第２軸上に取付けた板及び対向板のために各フ
ランジから摩擦ディスクを解放する引戻し手段と、を有
し、前記第２軸上での前記板と対向板との接合が、第２
軸上にコレット止めされ、横断面でみたと周辺が卵形又
は円形の角部及びへこみ側面を有する多角形状をなし、
より大きい寸法の多角形内方相対周辺を有する板及び対
向板が載置されているハブと、 夫々ハブの円形角部において該ハブの前方側部を角部へ
隣接した内側面の中心のレベルにおいて前記板の前面に
接続し、かつハブの円形角部において同様に該ハブの他
側部を角部に隣接した内方側面の中心のレベルにおいて
同様に対向板の他側部へ接続し、これらの板とハブとの
間に空間を維持している同様な薄板の積層体と、 から成るクラッチによって達成される。

本件の望ましい実施例によれば、断面にてみたハブの周
辺は、実際上下記の極座標の式により表わされる形状に
等しい。即ち Ｐ　（ｒ）　−Ｒ，＋Ｒ２５ｉｎ（ｎＱ）ここでＱは０
と２ｐｌとの間に含まれる値、ｎは２と６との間に含ま
れる全数、相関値Ｒ１／Ｒ２は０．２と０．３５との間
に含まれるものである。

好ましい形状においては、第２軸の軸線と、周辺におい
てハブ角部の１つに積層体が積上げであるシリンダの軸
線との間の距離は、（０，４〜０．８）　Ｘ（板半径）
となろう。

同様な利点は、ハブの面又は板の面から所定の距離に保
持された薄片によって又はクラッチの回転軸の方へ指向
された頂部が１８０°／ｎに等しい正三角形の部材の助
けによりノブ又は板へ対してこれらの薄片を保持する手
段から所定の距離に保持された該薄片により得られる。

ここでｎはハブの外形を特徴ずけている上記式に含まれ
る数である。

本発明は下記実施例により、より一層明確に理解されよ
う。

作　　用 本発明のクラッチは、同一形状の積層した薄片１７０に
より板１５０及び対向板１５６へ接続されたハブ１４０
を含む。この積層体１７０はハブ１４０のカラーの両面
又は板１５０及び対向板１５６の側面に配設されている
。これらの板１５０及び対向板１５６をハブ１４０が横
切っており該ハブに関して軸線方向に移動可能となって
いる。

このクラッチは紙及び厚紙加ニブレス等の駆動システム
の分野等で使用できる。

実施例 本発明の実施例を、板状要素を加工する機械の駆動フラ
イホイールと被駆動軸との間に存する継手の関連におい
て述べる。以下に述べる概念は駆動軸と、駆動モータの
出口にあるフライホイールへ取付けである第２共軸線に
ある軸を駆動する被駆動フライホイール又は軸と、の場
合にも同様に使用できるものと理解されよう。

第１図に示すように、軸１３０がクラッチを横切ってお
り、この軸１３０には２つの同軸をなすボール手段１１
６と、フライホイール１００と、が取付けである。回動
時にボール手段１１６は軸１３０とフライホイール１０
０とを分断し、個々の回転及び停止を可能としている。

フライホイール１００はそ周辺に列状の溝１１２を有し
ている。この溝１１２にはフライホイール１００へ回転
運動を与える伝達ベルトをかける。このフライホイール
１００の前方即ち第１図で右方には半径方向に伸びる拡
張部１１４が設けである。この拡張部１１４は外方に伸
び、フライホイール１００の前方と共に第１７ランジ１
１０を形成している。この第１フランジ１１０は使用可
能な表面を備えている。

拡張部１１４の周辺は壁部１１５まで伸びている。

この壁部１１５は蓋１２０を第１フランジと平行にかつ
該第１フランジからはなして保持している。この蓋１２
０は第２クラツチフランジを形成しており、前面には半
径方向に伸びる冷却翼１２５が設けである。

さらにハブ１４０が、軸１３０ヘコツタ１３１により係
止されている。このハブ１４０は、第２クラツチフラン
ジ１２０を横切って取付けてあり、該フランジ１２０は
半径方向拡張部１１４と共に壁部１１５によってフライ
ホイール１００へ接続されている。第２図に示す断面図
かられかるように、ハブ１４０は円形角部及び僅かな凹
み面を有する全体として三角形状を有している。極座標
の原軸線として軸１３０の中心及びコツタ１３１を通る
直線Ｉ−Ｉを取った場合、及びさらに極座標の原点とし
て該軸１３０の中心を取った場合、ハブ１４０の周辺形
状は下記の極座標方程式により表わすことができる。

即ち、 Ｐ　（Ｑ）　−Ｒｔ　＋　Ｒ２ｓｉｎ　　（３Ｑ）ここ
でＱは０と２ｐｉとの間の値を有し、一方、Ｒは基礎円
の半径であり、Ｒ２はハブの３つの円形角部から生じる
３つの錯列（ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ）の角度に応じた
循環変数（ｃｙｃｌｉｃ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ）の大き
さを示す。

第１図及び第２図で、クラッチはさらに円形圧力板１５
０とハブ上へ同軸に取付けられた円形の対向板１５Ｂと
、を有している。第２図かられかるように、対向板１５
６の基部１５７のみを示し、圧力板１５０の基部１５３
を省略している該圧力板１５０の内方周辺は、ハブ１４
０の内方周辺と同様な形状を有しているが、図で“ｅ”
で示すだけの空間を提供するように広がっている。第１
図で右側において、圧力板１５０はフランジ１２０に対
抗して摩擦ディスク１５２を有している。また対向板１
５６はその左側にフライホイール１００のフランジ１０
０に対抗して同様に摩擦ディスク１５８を有している。

ハブ１４０の全凹み側の中心に対抗して前記対向板１５
６は基部１５７即ち全体として矩形形状の厚み部分を有
している。同様に圧力板１５０は３つの基部１５７に対
して対応する基部１５３を有している。

これらの基部１５３は前方に接続してはいない。これら
の基部１５３又は厚み部分は後述のようにハブ１４０と
リンク結合した部片を接続しているこれらの板を定着す
ることを可能としている。

ハブ１４０の３つの頂部の夫々には孔が設けてあり、こ
れらの孔には円筒形軸１７６が挿入されている。これら
の軸１７６は両側に貫通し２つの円筒形支持体を提供し
ている。

同様に基部１５３はテーバ付孔を有している。これらの
孔は前方の方向に傾いており、ここにテーパ付スタッド
１８０が嵌合している。これらのスタッド１８０は、円
筒形支持体１７９まで伸びる傾斜軸から成っている。こ
のテーパ付スタッド１８０はその軸線方向に沿って伸び
るねじ孔を有している。基部１５７にも同様の処理が施
こされているがテーパ付スタッド１８０の向きが逆にな
っている。

第１図及び第３図かられかるように圧力板１５０は薄板
の積層体１７０によってハブ１４０の頂部位置へ保持さ
れている。この積層体１７０はハブ１４０の円形角部に
ある全ての円筒形軸１７６をハブ１４０の２つの対応す
る隣接側方部の中心と反対側に位置づけられた２つの基
部１５３内に取付けられたテーパ付スタッド１８０の２
つの支持体１７９へ接続している。換言すれば第１の積
層体１７０はハブ１４０の第１角部の円筒形軸１７６の
前端を時計方向に、圧力板１５０の次の基部１５３へ差
込まれたテーパ付スタッド１８０の支持体１７９に対し
て接続するものである。さらに第２積層体１７０ｂは同
様の支持体１７９をハブ１４０の第２の円形角部の円筒
形軸１７６ｂの前端へ接続している。同様のことが２つ
の他の基部及び第３の円形角部にも施こしである。

第３図から明らかなように積層体は、全ての支持体１７
９の面の２つの部分において又は円筒形軸１７６の端部
において互いに差込まれている。即ち、第１の積層体に
属する全ての薄板上に次の積層体の部分をなす第２の薄
板が存するのである。全ての薄板ユニットの長手方向剛
性を考えると、連続する薄板積上体におけるこの接続は
基部１５３即ち円形圧力板１５０をハブ１４０の周辺に
“ｅ”の間隔だけはなして保持することができるのであ
る。

第１図に示すように連続する薄板の積層体１７０により
得られる接続は、ハブ１４０の前面と対向板１５６の前
面との間に同様な接続を反対側に形成することを確実に
している。

全ての積層体の第１薄板は、ハブ及び圧力板又は対向板
の右側又は左側へ対し、決して直接保持されないが第３
図に示すような正三角形を有するようなすきま片１７１
．１８２により非係合状態に保持されている。

薄板積層体１７０の六角配置を考えた場合、適切に配置
した等辺すきま片は全ての薄板のための第１曲げ線を提
供することがわかる。この特定配置の重要さのため、す
きま片１７１　、１８２は小孔１７３を横切って嵌合さ
れたビンにより所定位置へ保持されている。同様に第１
及び４図かられかるように、全ての積層体の最後の薄板
は、すきま片１７１、１８２の一方と同様の機能をする
同様に正三角形のすきま片１７２により保持されている
。

各基部１５３．１５７の高さにおいて、これらの薄板積
層体はねじ１７８によって支持体１７９へ保持されてい
る。逆にハブ１４０の各角部の高さにおいては、円筒形
軸１７Ｂを横切るねじ１７５が使用されている。ねじ１
７５の頭部は左側の積層体を所定位置に保持しており、
一方布側の積層体はこのねじ１７５の他端に取付けられ
たワッシャ１７４とナツト１７３ａとにより保持されて
いる。

本発明のクラッチは起動用の空気装置を有している。こ
の装置は圧縮空気供給回路を有している。

この回路は第４図に示すように軸１３０内にある１本の
中央ダクト１３２と、２本のダクト１３４と、２本の可
撓性ダクト１３６と、を含む。これらの可撓性ダクト１
３６はダクト１３４から出て圧縮空気を２つのディスト
リビュータ１３８まで案内している。

これらのディストリビュータ１３８は回転軸に対称をな
すように圧力板１５０上へ直接取付けてあり、それによ
りこの圧力板１５０は不拘状態にならないようになって
いる。図示されていない内方ダクトは圧縮空気を膨脹可
能な室１６０（第１図）へ案内している。この室１６０
はリム１６４とねじ１６６とにより圧力板１５０の左側
へ取付けられている部材１６２から成っている。この部
材１６２は対向板１５６の右側面へ加圧可能となってい
る。

さらにこのクラッチは第５図に示すような４つのばね負
荷装置を有している。このばね負荷装置は、加圧空気が
室１８０内になくなったときに両板１５０、１５６を一
緒にきつく保持する作用をしている。このばね負荷装置
はねじ付のロッド２００を有している。該ロッドのねじ
付端部は対向板１５６へねじ込まれておりかつ圧力板１
５０を通りワッシャ２１０及びヘッド部２２０にて終っ
ている。適当な数のばねワッシャ２３０がワッシャ２１
０と圧力板１５０の右側面との間にてばね作用を提供し
ている。第５図に示すようにこのばね２３０はワッシャ
２１０とヘッド部２２０とを右方へ押付け、これにより
対向板１５６を同様方向に押付けている。同時にこのば
ねは圧力板１５０を左方へ押している。このクラッチに
は同様に配置した４つのばね負荷装置があり、ロッド２
００は第３図に、ワッシャ２１０及びヘッド部２２０は
第４図にも示しである。

上記クラッチは以下の通り作動する。

第１図において、下方半分は、クラッチをはずした位置
にある圧力板及び対向板を示し、一方上方半分はクラッ
チを入れた位置にある圧力板及び対向板を示している。

室１６０内に空気圧力がないときには画板は第５図に示
すように４つの引戻し手段によって互いに接近して保持
され、対応する摩擦ディスク１５２．１５８がフランジ
からはなれている。圧縮空気がダクト１３２を介して室
１６０に送られると、室が広がり、圧力板と対向板とを
互いに引きはなす。しかしこれら２つの板が引張及び圧
縮により可撓性積層体の数のため剛性を介して該積層体
によってのみ互いにハブ１４０へ対し接合されまた空間
ｅのために密に保持されているこれらの板とハブとの間
に摩擦力が存しないので、圧力板１５０は右方にまた対
向板１５６は左方に、容易に移動し摩擦ディスク１５２
　、１５８はフランジ１２０、１１０の対応する側面に
接触する。次いでフライホイール１００の回転トルクは
ディスク及び板へ伝達され、その後これらは前記積層体
を介してハブ１４０へ該回転トルクを伝達する。これら
の積層体は急速な減速の場合を除き基本的にはけん引力
でもって作動する。両側にあるかなりの数の積層体のた
め強力なトルク率が伝達可能となり、−力板はハブ１４
０上へ永久的な浮動状態を維持する。

逆にクラッチを切る場合には室１６０内の空気圧を解放
し、予かじめ圧縮されている引戻し手段としてのばね２
３０によって圧力板と対向板とを互いに再び接近させる
。これらの板とハブとの間の長手方向には未だ摩擦はな
いので、積層体の側方可撓性のために、このばね２３０
は、圧力板と対向板とに対するこの戻し運動を容易に行
なうことができる。

断面にてみたとき、上記クラッチのハブ１４０の周辺は
全体として三角形状を有し、かつまた圧力板１５０と対
向板１５６の内方周囲は同様な形状を有している。出力
の小さいクラッチの場合、端部に使用される２つのハブ
ピボットと側部の２つの板ピボットとを有する卵形より
この一般的形状を考えることができよう。この構造は、
接合目的のために両側に４つの積層体のみを要求する。

逆により強力なりラッチの場合、全体として５又は６点
を有する交叉形又は星形を使用することが考えられる。

かかる構造の場合には、接続を得るためには８．１０又
は１２箇の積層体を両側に必要とするであろう。

発明の効果 本発明のクラッチは、危険なバックラッシュ、ショック
、識別される振動などを発生することなく非常に短かい
応答時間を有している。さらにこれらの板のストローク
が通常非常に広い形状をなす積層体の撓みによってのみ
制限されているので、本発明は機械の非生産時間を有す
るクラッチにおけるこれまでのものよりも非常に長い摩
擦ディスクの使用が可能である。

本発明のレイアウトはクラッチ内に弾性接続するよう付
加されるべき種々の改良を可能としている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明クラッチの長手方向断面図、第２図は第
１図の線■−■部分断面図、第３図は第１図の線■−■
におけるクラッチの横断面図、 第４図は第１図の線ＩＶ−ＩＶにおける横断面図、第５
図は板と対向板とを相互に保持している引戻し手段の断
面図である。 符号の説明 １００：フライホイール　　１１０：第１フランジ１１
５　： １２０　： １３０　： １４０　： １５２　： １５８　＝ １６０　： １７１　： １７３ａ　： １７５　： １７８　： １８０　： り３０　： 壁部 蓋（第２クラ 軸 ハブ 摩擦ディスク 摩擦ディスク 膨脹可能な室 すきま片 ね　　じ ね　　じ ね　　じ スタッド ばねワッシャ ッチフランジ） １３１　：コッタ １５０：円形圧力板 １５８二円形対向板 ：積層体 ：すきま片 ：ワッシャ ：円筒形軸 ：円筒形支持体 ：すきま片 （外４名） 史　　　Ｖ） 脳

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１軸又はフライホィール１００を機械加工した板
   状要素内の共軸線上の第２軸１３０へ継ぐクラッチであ
   って、 平行をなしているが周辺部に配置された壁部１１５又は
   円形壁によって互いにはなされて保持されている２つの
   円形フランジ１１０、１２０であって一方のフランジ１
   １０が第１軸又はフライホィール１００上に共軸線上に
   取付けられている２つの円形フランジ１１０、１２０と
   、 これらのフランジの該一方より小さい直径を有し、両フ
   ランジ１１０、１２０間にて第２軸１３０上で共軸線上
   に取付けてあり、第２軸に関して共通した回転を行なう
   が軸線方向に移動可能でありかつ前記各フランジに対置
   する面に摩擦ディスク１５２、１５８を有している円形
   の板１５０及び対向板１５６と、流体の圧力で膨脹出来
   かつ前記板１５０と対向板１５６との間に配設されてお
   り、前記摩擦ディスク１５２、１５８を各フランジに係
   合するよう前記板及び対向板を互いにはなして保持でき
   る少なくとも１つの室１６０と、 該膨脹可能な室内に加圧流体がない場合には前記板を対
   向板の方へ接近させて各フランジから摩擦ディスクを解
   放する引戻し手段２３０であって、前記第２軸上での前
   記板と対向板との接合が第２軸上にコレット止めされた
   ハブ１４０によって達成され、横断面でみたとき該ハブ
   の周辺は円形の角部及びへこみ側面を有する多角形状を
   なし、ハブ１４０の周辺より大きい寸法の多角形内方相
   対周辺を有するこれらの板１５０及び対向板１５６が該
   ハブ１４０へ載置されていることを特徴とする引戻し手
   段２３０と、 夫々ハブ１４０の円形角部において該ハブ１４０の前方
   側部を多角形内方周辺上のへこみ側面の中心のレベルに
   おいて前記板１５０の前面に接続し、かつハブ１４０の
   円形角部において同様に該ハブ１４０の他側部を多角形
   内方周辺上のへこみ側面の中心のレベルにおいて同様に
   対向板１５６の他側部へ接続し、これらの板とハブとの
   間に空間を維持している同様な薄板の積層体１７０と、 から成るクラッチ。 ２、該薄板積層体１７０がハブの円形角部の部分にて該
   ハブ１４０を横切って取付けられた円筒形軸１７６によ
   ってハブ１４０の両側端の一方に取付けられ、該円筒形
   軸がねじ１７５を保持し、ワッシャ１７４とナット１７
   ３ａとによって薄板を互に締付けていることを特徴とす
   る請求項１のクラッチ。 ３、該薄板積層体１７０が他端を円筒形支持体１７９か
   ら伸長しているテーパ付スタッド１８０によっていた１
   ５０の前方側へ取付け、該テーパ付スタッド１８０がね
   じ１７８を保持するねじ部を有し、該ねじ１７８が積層
   体１７０を板１５０の前記前方側へ締付け、一方、板１
   ５０の前面へ積層体１７０を取付けるために使用された
   ものに類似のテーパ付スタッド１８０により、対向板１
   ５６の他側面へ締付けていることを特徴とする請求項２
   のクラッチ。 ４、積層体１７０が、ハブ１４０又は板１５０、１５６
   の前後側面から及びクラッチの回転軸の方へ指向された
   頂点が約１８０°／ｎである二等辺三角形のすきま片１
   ７１、１７２、１８２によってハブ又は板上に前記積層
   体の保持手段１７５、１７４、１７８から等距離に保持
   されていることを特徴とする請求項２のクラッチ。