JPH02256929A

JPH02256929A - ノンバックラッシュオーバーロードクラッチ

Info

Publication number: JPH02256929A
Application number: JP1043137A
Authority: JP
Inventors: Shunji Fujii; 俊二藤井
Original assignee: Tsubakimoto Emerson Co
Current assignee: Tsubakimoto Emerson Co
Priority date: 1988-12-03
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1990-10-17
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH0768986B2

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、従動部に過負荷が加わったときトルク伝達が
行われないようにするための、いわゆるオーバーロード
クラッチに関し、特に、バックラッシュがなく、がっ、
軸継手として必要なミスアラインメント吸収機能を持た
せたものに関する。

従来技術及びその課題従来から、トルク伝達機構の駆動部と従動部との間に設
けて、負荷トルクが所定値以上になったとき、駆動トル
クを逃がし、駆動側及び従動側の機構の損傷を防止する
安全装置の一種としてポールクラッチ、ローラクラッチ
等のオーバーロードクラッチがある。

その構成は、トルク伝達素子をハブ又はドリブンプレー
トの一方に形成したトルク伝達素子保持貫通部で保持す
るとともにブレッシ十ニブレートによりハブ又はドリブ
ンプレートの他方に形成したトルク伝達素子保持有底部
に押圧してトルク伝達を行い、過負荷時には前記トルク
伝達素子保持有底部から前記トルク伝達素子が前記押圧
に抗して脱出するようにしてトルク伝達を遮断していた
。

このため、前記脱出の際、トルク伝達素子がトルク伝達
素子保持貫通部内で保持されて動けるように、トルク伝
達素子保持貫通部を例えばトルク伝達素子が貫通する外
形にならった形状（例えば、ボールの場合は円、ローラ
の場合は方形）の穴にし、その両者間に一定の隙間を設
けていた。

したがって、トルク伝達素子はトルク伝達素子保持貫通
部内にいわば遊嵌状態で保持されていた。

ところが、このような構成であると、オーバーロードク
ラッチの駆動側の回転方向が変わると、前記隙間がバッ
クラッシュとなり、ハブとドリブンプレートの相対位置
が狂い、駆動側と従動側の間に位置のズレが生じる問題
点があった。

また、回転方向が一定であっても、過負荷が解消された
後のトルク伝達素子保持有底部を有するハブ又はドリブ
ンプレートとトルク伝達素子保持貫通部を有するドリブ
ンプレート又はハブとの位置が前記隙間量だけ変化する
という問題点を有していた。

さらに、この隙間による影響を少なくしようとして、隙
間を少なくすべく、熱処理後歪除去等を行って加工精度
を高くすると、加工に手間がかかり、コスト高になる等
の問題点を有していた。

そこで、同一出願人の先願である、特願昭６２−２６２
７６４号の発明では、前記のようなオーバーロードクラ
ッチにおいて、前記トルク伝達素子と接触する前記プレ
ッシャープレートの部分にトルク伝達素子をオーバーロ
ードクラッチの回転中心軸と交差する方向に押圧する傾
斜部を形成するとともに、前記トルク伝達素子保持貫通
部は軸方向から見た形状が７字状であり、トルク伝達素
子保持有底部は７字型溝とした構成により前記問題点を
解決している。このように、前記傾斜部がトルク伝達素
子を押圧して生じる分力により、トルク伝達素子はトル
ク伝達時には前記トルク伝達素子保持貫通部の７字状部
と前記トルク伝達素子保持有底部のｖ字型溝に押し込ま
れて各７字状部に２点接触支持されており、過負荷時に
は、前記傾斜部の押圧力に抗して前記トルク伝達素子保
持有底部の７字型溝から脱出し、ドリブンプレートの平
坦な部分に移り過負荷を逃がす。

したがって、トルク伝達素子は、前記傾斜部によって前
記トルク伝達素子保持貫通部の７字状部に対して遊嵌す
ることなく、常時２点接触して押圧されるのでバックラ
ッシュを生じることがない。

ところが、前記発明のオーバーロードクラッチは、バッ
クラッシュが存在しない反面、軸と軸の継手として用い
て両輪間でトルクを伝達させようとする場合、両輪の間
の間隔誤差、角度誤差等のいわゆるミスアラインメント
を許容できないため、これを吸収させるための何らかの
手段、例えば可撓性薄板の撓みによってこれを吸収する
ディスクカップリングのような手段を必要とする。その
ため、両輪間に余計な部品を介在させなければならず、
部品点数が増えるばかりでなく、軸方向寸法が長くなる
という問題があった。また、ディスクカップリングを使
用すると、そのディスク部が両輪のモーメントを受ける
ので、この部分のねじり剛性によって伝達トルクの容量
が制限される問題もある。

課題を解決するための手段及び作用本発明は、第１に、前記先願のオーバーロードクラッチ
において、トルク伝達素子保持貫通部が形成されたドリ
ブンプレートを、トルク伝達素子保持有底部が形成され
たハブとプレッシャープレートとの間で隙間を持たせて
配置した構成により前記課題を解決した。

上記構成によれば、トルク伝達素子保持貫通部が形成さ
れたドリブンプレートが軸方向移動と傾斜を許されるた
め、連結される軸と軸の間に間隔誤差、角度誤差等のミ
スアラインメントがあっても、これを吸収することがで
きる。

本発明は、第２に、前述のようなオーバーロードクラッ
チにおいて、前記トルク伝達素子保持有底部の間の平坦
部に、前記トルク伝達素子保持貫通部との２点接触状態
におけるトルク伝達素子のピッチ円より前記トルク伝達
素子保持貫通部の谷部側に、前記プレッシャープレート
の前記傾斜部の傾斜角度より大きな角度を有する傾斜段
部を設けたオーバーロードクラッチを提供する。

過負荷時には、トルク伝達素子はトルク伝達素子保持有
底部から平坦部に乗り上げる。トルク伝達素子は、平坦
部に設けられた傾斜段部から、トルク伝達素子保持貫通
部の２点接触から離れる方向に分力を受ける。その結果
、トルク伝達素子は、平坦部及び段部の３者により、ト
ルク伝達素子保持貫通部と２点接触することなく保持さ
れる。

従って、トルク伝達素子は自由に転勤できることになる
。

以上のように、ころがり接触することにより、再噛合の
ための位置合わせが容易に行えるようになるとともに、
トルク伝達素子との間ですべりが生じないので、焼き付
き、摩耗の発生を防止することができる。

実　　　　施　　　　例以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本発明による第１実施例のオーバーロードクラッチ１０
は、第１図、第２図に示すように、ハブ２０とドリブン
プレート４０を有してなる。

第３図に示すように、ドリブンプレート４０は、内周に
向けて広がる７字状の切欠（トルク伝達素子保持貫通部
）４１が複数不等間隔に放射状に形成されている。この
ように不等間隔にする理由は、１回転での噛合ポイント
を１箇所に制限するためである。なお、複数の切欠を等
間隔に配置して複数のポイントで噛合うことのできるオ
ーバーロードクラッチにすることも当然可能である。各
切欠４１の谷部４２には、トルク伝達素子であるポール
（鋼球）１２が後述する構成により押し込まれる。

このドリブンプレート４０は、カップリングフランジ１
３に固着するためのねじ孔４３を有している。カップリ
ングフランジ１３は円筒部で一方の軸Ｂに取付けられる
。符号１４はカップリングフランジ１３と軸Ｂを締結す
るための公知の装置であり、加圧フランジ１５及びボル
ト１６により、テーパリングの役作用を利用してカップ
リングフランジ１３と軸Ｂが締結される。

ハブ２０には筒状部２１の一端において鍔２２が形成さ
れ、他端において外周にねじ部２３、内周に拡径部２４
、端面にねじ孔２５が形成されている。拡径部２４の内
側の締結装置１７は、前述の符号１４で示したものと同
様であり、加圧フランジ１８及びボルト１９によりハブ
２０と軸Ａが締結される。

第４図、第５図に示されるように、鍔２２の内側面には
、円周方向不等配のＶ最長溝（トルク伝達素子保持有底
部）２６が放射状に設けられている。■最長溝２６は、
前述の切欠４１と位相が同じである。鍔２２におけるＶ
最長溝２６の相互間は、平坦部２７になっている。

ハブ２０の筒状部２１には、プレッシャープレート３０
が内周に隙間を有して遊嵌している。プレッシャープレ
ート３０の鍔２２と対向する面は、ドリブンプレート４
０の切欠４１の谷部４２に対面するように勾配が設けら
れた円錐面を形成する傾斜部３１となっている。傾斜部
３１は後述するコイルばね３２によりポール１２を谷部
４２とｖ膨長溝２６の底部２８に押圧する機能を有する
。

ハブ２０の他端のねじ部２３には、調節ナツト３３が螺
合する。調節ナツト３３とプレッシャープレート３０と
の間には、複数のコイルばね３２、円盤状センサープレ
ート３６及びスラストベアリング３７が嵌挿されている
。調節ナツト３３は、プレッシャープレート３０がポー
ル１２を押圧する力を調節するものである。調節後、調
節ナット３３に設けられた止めねじ３４をねじ込み、そ
の先端にあるロックプラグ３５をねじに押圧係合させて
緩み止めとする。コイルばね３２はプレッシャープレー
ト３０を個々の付勢力により押圧する。

ドリブンプレート４０のボール保持部分の肉厚はボール
１２の直径より薄く、静止状態において、プレッシャー
プレート３０と鍔２２の間において、両者に対しそれぞ
れ隙間Ｃ１，Ｃ２を有して配置されている。プレッシャ
ープレート３０からの押圧力は、その傾斜部３１によっ
て、ドリブンプレート４０の切欠４１の谷部４２方向Ｆ
とＶ最長溝２６の底部２８方向Ｐとにボール１２をそれ
ぞれ押圧して各々に２点接触させる（符号ＦとＰについ
ては第６図、第７図を参照）。

この押圧力Ｆにより、ドリブンプレート４０はプレッシ
ャープレート３０に対する半径方向の位置を定められ、
ハブ２０から浮上した状態にある。

なお、軸方間の移動は隙間分だけ自由である。また、プ
レッシャープレー）３０もハブ２０から浮上した状態に
ある。しかしながら、浮上状態であっても、ボール１２
がドリブンプレート４０の切欠４１と鍔２２のＶ最長溝
２６に各々２点で接触しているため、バックラッシュは
生じない、このようにバックラッシュが無くなることに
ついては前述した先願のものと同じである。

本発明では、前述のように、ドリブンプレート４０がハ
ブ２０とプレッシャープレート３０の間で隙間を有して
取付けられている。従って、軸Ａにハブ２０、軸Ｂにド
リブンプレート４０及びカップリングフランジ１３を取
付ける際に間隔誤差りがあっても、第７図に示すように
、ドリブンプレート４０はハブ２０に対して軸方向の相
対移動が許される。また、軸Ａと軸Ｂの間に角度誤差Ａ
があっても、第８図に示すように、ドリブンプレート４
０は誤差吸収のため傾くことができる。

トルク伝達回転中において過負荷が加わっていない、と
きは、プレッシャープレート３０の押圧によりボール１
２がドリブンプレート４０の７字状の切欠４１と２点、
及びハブ２０の鍔２２のＶ最長溝２６で各々２点接触し
て落ち着いているので、両輪Ａ、　Ｂは一体となって回
転してトルクが伝達される０回転中に角度誤差、間隔誤
差が生じても、前述したように、オーバ−ロードクラッ
チ１０自体でこれらの誤差を吸収することができる。当
然、バックラッシュは生むない。

次に、ドリブンプレー）４０に過負荷が加わると、ドリ
ブンプレー）４０の回転が阻止されるにも拘わらず、軸
Ａが回転を続けるため、ボール１２は、前記分力Ｐに抗
して谷部４２を案内にして、第１図で右方向に移動し、
Ｖ最長溝２６から脱出し、平坦部２７に乗り移り（第６
図）、平坦部２７と谷部４２に押圧された状態になる。

この間にプレッシャープレート３０はボール１２によっ
てドリブンプレート３０から遠ざけられる。

この結果、ハブ２０が空転可能となって、回転トルクを
逃がすことができる。

センサープレート３６は、プレッシャープレート３０と
ともに軸方向に移動する。この移動をリミットスイッチ
、近接スイッチ等で検知して、過負荷検出を行うことが
できる。

以上のように、本発明の実施例のボールクラッチによる
と、ボール１２が、傾斜部３１によって切欠４１の谷部
４２と、■字型溝２６の底部２８に押圧され、ハブ２０
とドリブンプレート４ｏの間に夫々に２点支持された構
造であるから、ハブ２０の回転方向が変わっても、ハブ
２ｏとドリブンプレート４０の位相にズレが生ずること
がない。

また、過負荷が加わっても、ボール１２は、谷部４２を
案内にしてドリブンプレート４ｏに２点接触した状態で
第１図で右方向に移動し、過負荷解除後、左方向に戻る
移動をするので、■膨長溝２６に再度確実に落ち込み再
噛合が確実になる。

さらに、ボール１２は、トルク伝達時、過負荷時、何れ
であっても、ドリブンプレー）４０に常時２点接触して
いるので、切欠４１の加工精度に関係なく所定の位置に
落ち着くことになり、熱処理後の歪除去等が不必要にな
り切欠４１を安価に製作できる。

次に、第９図乃至第１５図は、本発明の第２実施例を示
す、すなわち、第１実施例のオーバーロ−ドクラッチ１
０は、トルク伝達時、過負荷時とモホール１２が切欠４
１に２点接触することによってバックラッシュを解消し
ているが、過負荷時に限って観察した場合、ハブ２ｏと
ドリブンプレート４０の相対回転時において、ボール１
２はプレッシャープレー）３０によって切欠４１の谷部
４２に強く押し付けられ、その結果、転勤を阻止される
ので、ハブ２０とすべり接触をする。このようなすべり
接触により、過負荷遮断時においても、ドリブンプレー
ト４０にいわゆるひきづりトルクが伝達されて、ハブ２
０とドリブンプレート４０が共回りしたり、最悪の場合
、焼き付けや摩耗を発生したりする原因となる。この実
施例は、この点について、改良しようとするものである
。

本実施例のオーバーロードクラッチ１０ａは、第１実施
例のオーバーロードクラッチ１ｏと構造が略々同じであ
る。第１図に付された符号と同じ符号は同一の部材を表
わす。これらについては、説明を省略する。第１実施例
のオーバーロードクラッチとの相違点は、ハブ２０ａの
鍔２２ａの形状にある。

第１０図に示すように、顎２２ａには、切欠４１と位相
を同じくするｖ膨長溝２６ａが形成されている。■膨長
溝２６ａの相互間は平坦部２７ａである。

この平坦部２７ａ上に、傾斜段部２７ｂが形成されてい
る。傾斜段部２７ｂはボール１２の噛合ピッチ円の直径
Ｄ１より大きな直径Ｄ２に始点を有し、■形長溝２６ａ
側に傾斜して平坦部２７ａと連続している。直径Ｄ１は
、ボール１２がＶ字状の切欠４１との２点接触状態にお
けるボール１２の中心をむすぶ直径である。第１２図に
示すように、傾斜方向は後述するプレッシャープレート
３０の傾斜方向と同一である。段部２７ｂの傾斜角φは
、プレッシャープレート３０の傾斜角θより大きい、な
お、過負荷遮断時において、ボール１２がＶ最長溝２６
ａから平坦部２７ａに乗り上げる際、ボール１２と段部
傾斜面２７ｃのエツジとが干渉しないように、■膨長溝
２６ａが傾斜段部２７ｂを一部切り欠くように延びてい
る。他の構造は、第１実施例と同じである。

以上（Ｄｔｌ成により、本実施例のオーバーロードクラ
ッチ１０ａは次のような機能を存する。

噛合時にバックラッシュなくトルクを伝達すること、及
び過負荷時にボール１２が平坦部２７ａに移乗するのは
第１実施例と同じである。

移乗はこボール丁２が、Ｖ最長溝２６ａから、平坦部２
７ａの境界を乗り上げ、第１４図に示される長さしだけ
軸方向に移動することによって生じる。、傾斜段部２７
ｂはＶ最長溝２６ａが延びる部分において切り欠かれて
いるから、ボール１２が移乗を始める境界は、平坦部２
７ａ中にあって傾斜段部２７ｂのエツジとボール１２は
干渉しない平坦部２７ａに移乗したボール１２は、ついで、傾斜段
部２７ｂの傾斜面２７ｃに乗り上げる。この時、傾斜面
２７ｃの傾斜角φはプレッシャープレート３０の傾斜角
θより大きいので、ボール１２は半径方向内側に分力を
受けて第１４図及び第１５図中Ｈで示される量だけ同方
向に・移動する。

そして、ボール１２は、プレッシャープレート３０と平
坦部２７ａと傾斜段部２７ｂの３者で支持される。半径
方向に長さＨだけ移動したボール１２は、切欠４１に２
点で押圧されるという強い模作用の接触から解放される
。この状態で、ボール１２はプレッシャープレート３ｏ
と平坦部２７ａと傾斜段部２７ｂの３者で支持され、自
由に転勤することができる。なお、ボール１２の転勤時
には、ボール１２と切欠４１の間に隙間Ｃが確保される
から、ボール１２は回転を拘束されることがない。

過負荷遮断時、ボール１２は、谷部４２を案内として移
動を始めるが、ハブ２０ａの平坦部２７ａに移乗したと
きには、前述のとおり、プレッシャープレート３０と平
坦部２７ａと傾斜段部２７ｂによって支持され、ドリブ
ンプレート４０の切欠４１の谷部４２との２点接触から
解放されて、ころがり接触を行う。

過負荷解除後、再噛合位置となった時、ボール１２はド
リブンプレート４０の切欠４１に確実に陥入して、谷部
４２と２点接触するようになる。

すなわち、ノンバックラッシュで噛合うことになる。

なお、切欠４１は、前記先願のもののように末広状の貫
通部であってもよく、切欠４１、■膨長溝２６．２６ａ
は等間隔に形成してもよい。

発明の効果以上のように、本発明のオーバーロードクラッチによる
と、トルク伝達素子がトルク伝達素子保持貫通部に遊嵌
せずに噛合時２点接触しているので、トルク伝達素子の
トルク伝達素子保持貫通部に対する位置が常時一定して
おり、ハブとドリブンプレートの相対位置にずれの生じ
ることがない。

また、過負荷解消後も、トルク伝達素子はトルク伝達素
子保持有底部に確実に入るので再噛合が確実になるほか
、トルク伝達素子保持貫通部の形状が精度を必要としな
い形状になったので、加工が楽になりコストを下げるこ
とができる。

さらに、トルク伝達素子保持貫通部が形成されたハブ又
はドリブンプレートが軸方向移動と傾斜が許されるので
、両輪間に角度誤差、間隔誤差等のミスアラインメント
があっても、これらをオーバーロードクラッチ自体で吸
収できるという効果がある。従って、他の付加的誤差吸
収手段を必要とせず、部品点数が削減でき、全体的ねじ
り剛性もオーバーロードクラッチ自体の剛性によって決
まることになり、コンパクトにできる。

さらに、請求項２のオーバーロードクラッチでは、過負
荷遮断時に、トルク伝達素子がトルク伝達素子保持貫通
部との２点接触から解放され、プレッシャープレートと
ドリブンプレートとの間でころがり接触することになる
。従って、再噛合への復帰のための位相合わせが容易に
なり、過負荷遮断時の焼き付きや摩耗現象も抑えられる
等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は第１実施例、第９図乃至第１５図は
第２実施例を示す。第１図は軸方向断面図、第２図は第１図の右側面図、第
３図はドリブンプレートの正面図、第４図は鍔の上面図
、第５図はハブの正面図、第６図は過負荷状態の断面図
、第７図はドリブンプレートが軸方向移動を許された状
態を示す断面図、第８図は、ドリブンプレートが傾いた
状態を示す断面図である。第９図は軸方向断面図、第１０図はドリブンプレートの
正面図、第１１図は第１０図の上面図、第１２図は噛合
時のトルク伝達素子保持有底部の関係を示す部分断面図
、第１３図は噛合時のトルク伝達素子とトルク伝達素子
保持貫通部の関係を示す拡大正面図、第１４図は過負荷
遮断時のトルク伝達素子と平坦部と傾斜段部の部分断面
図、第１５図は過負荷遮断時のトルク伝達素子とトルク
伝達素子保持貫通部の関係を示す拡大正面図である。２６．２６８・・・Ｖ最長溝（トルク伝達素子保持有底部）２７．２７ａ・・・平坦部２７ｂ・・・傾斜段部３０・・・プレッシャープレート３１・・・傾斜部４０・・・ドリブンプレート４１・・・切欠（トルク伝達素子貫通部）４２・・・谷
部０．１０ａ・・・オーバーロードクラッチ２・・・ボー
ル（トルク伝達素子）３・・・カップリングフランジ０．２０ａ・・・ハブ２．２２８・・・鍔第６図第７図第８図第６図ｎ第１２図第１４図第１３図第１５図手続補正書（核）平成１年６月５日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）トルク伝達素子をドリブンプレートに形成したト
ルク伝達素子保持貫通部で保持するとともにプレッシャ
ープレートによりハブに形成したトルク伝達素子保持有
底部に押圧してトルク伝達を行い、過負荷時には前記ト
ルク伝達素子が前記トルク伝達素子保持有底部から前記
押圧に抗して脱出するようにしたオーバーロードクラッ
チにおいて、前記トルク伝達素子と接触する前記プレッ
シャープレートの部分に前記トルク伝達素子をオーバー
ロードクラッチの回転中心軸と交差する方向に押圧する
傾斜部が形成され、前記トルク伝達素子保持貫通部は軸方向から見た形状が
Ｖ字状であり、トルク伝達素子保持有底部はＶ字型溝で
あり、前記トルク伝達素子保持貫通部が形成されたドリブンプ
レートを、前記トルク伝達素子保持有底部が形成された
ハブとプッシャープレートとの間で隙間を持たせて配置
したことを特徴とする、オーバーロードクラッチ。
（２）前記トルク伝達素子保持有底部の間の平坦部に、
前記トルク伝達素子保持貫通部との２点接触状態におけ
るトルク伝達素子のピッチ円より前記トルク伝達素子保
持貫通部の谷部側に、前記プレッシャープレートの前記
傾斜部の傾斜角度より大きな角度を有する傾斜段部を設
けた、請求項１のオーバーロードクラッチ。