JPH02300521A

JPH02300521A - スプリングクラッチ

Info

Publication number: JPH02300521A
Application number: JP1332484A
Authority: JP
Inventors: Jules G Kish; ジュールス　ジーン　キッシュ; Robert Arthur Stone; ロバート　アーサー　ストーン
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1990-12-12
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: DE68916524T2; CA1327325C; DE68916524D1; EP0374768B1; EP0374768A1; JP2744827B2; US4926991A

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、手動的に、駆動部から被駆動部を分離してフ
リーにする手段を有するスプリングクラッチに関する。

［従来の技術］トルクを駆動部から被駆動部に伝達するために用いられ
る様々なスプリングクラッチが公知であるが、キッシュ
（Ｋｉｓｈ）に付与された米国特許第４゜５７０．３１
８号には、このようなスプリングクラッチが開示されて
いる。スプリングクラッチは、出力軸が入力軸よりも高
速回転となるようなオーバランニング状態で運転される
トルク伝達装置に適している。このような状態では、逆
に駆動部によって被駆動部の回転が妨げられるので、こ
れを防ぐためにクラッチがフリーとなることが要求され
る。

オーバランニングクラッチには、一般に二つのクラッチ
メンバ、即ち入力クラッチメンバ及び出力クラッチメン
バが備えられており、両クラッチメンバを連結するため
に、駆動トルクの下で半径方向に膨張するコイルスプリ
ングを利用している。

各クラッチメンバは、コイルスプリングを内蔵するため
の中ぐり部を有しており、出力クラッチメンバ内にコイ
ルスプリングの半分が、入力クラッチメンバ内に残りの
コイルスプリングの半分が各々配設されている。通常、
コイルスプリングは、入力クラッチメンバに付設された
アームの外周を覆うように圧入により入力クラッチメン
バの駆動端に固定されている。このアームは、コイルス
プリングの中空軸部を貫通し両クラッチメンバと同心形
成されており、コイルスプリングの支持及び中心軸整合
のためのセンタリング手段としての役割を果たしている
。

非回転状態又は非駆動状態の下では、スプリング外周面
と各クラッチメンバの中ぐり面間に環状の空間が形成さ
れており、コイルスプリングの両端を形成する各ティー
ザコイル部が中ぐり面と摩擦係合している。両端のテイ
ーザコイルは、スプリングを動作するために各クラッチ
メンバの中ぐり面と摩擦係合しており、入力クラッチメ
ンバがコイルスプリングの巻き方向と逆方向に回転し始
めると、出力クラッチメンバの内周面に対するティーザ
コイルのドラッギングにより、コイルスプリングは巻き
戻される。この巻き戻しにより、半径方向外方へ膨張し
、コイルスプリングの外周面が中ぐり面の全長に亘って
両クラッチメンバの中ぐり内周面と駆動的に接触する。

このようにして、トルクが駆動軸から被駆動軸へと伝達
される。

オーバランニング状態においては、被駆動部が駆動部よ
りも高速回転され、スプリングの巻き方向へとティーザ
コイルがスプリングを再び巻き上げ駆動され、この結果
、被駆動部が駆動部からフリーとなる。このようなオー
バランニング状態は、例えばヘリコプタのエンジン停止
後、ロータの慣性がメインロータの回転を維持する場合
等に生ずる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述のようなスプリングクラッチは、非
オーバラン状態においては、スプリングクラッチをフリ
ーにできない。例えば、ヘリコプタでは、ロータを回転
しなくても、補助装置を作動させたり、備品のチェック
信号を送るだけで済む駆動体の使用が望ましい。スプリ
ングクラッチは、通常、駆動体の回転に伴って自動的に
作動し、クラッチを分離してフリーにするように制御で
きない。補助クラッチ等の付加的な装置を使用すれば、
駆動体をフリーにすることが可能であるが、このような
装置の付加は、航空機の重量を増大させ、構造を複雑に
する点、不利である。

従って、本発明の目的は、非オーバラン状態において、
入力軸からフリーになるスプリングクラッチを提供する
ことにある。

また、スプリングクラッチの重量を増大させず、装置を
複雑にせずに、駆動体をフリーにする手段を提供するこ
とにある。

さらに、上記の手段が、スプリングクラッチの通常のオ
ーバランを妨げないような手段を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明では、入力クラッチ
メンバと、出力クラッチメンバを備え、該入出力メンバ
の内部にこれらを貫通する中ぐり部を配して上記入出力
メンバを各々独立に回転可能にし、上記二つのメンバ内
の中ぐり部を貫通するアームと、該アームを包囲して配
設されたクラッチスプリングとを存し、該スプリングが
駆動面に対して摩擦係合して、入力クラッチメンバより
入力される回転力を出力クラッチメンバに伝達するスプ
リングクラッチにおいて、アーバ内の空間を貫通し、内部で回転可能になるように
シャフトを配置し、スプリングを固定するために上記シャフトにスプリング
固定手段を固着し、制御信号に応じてシャフトを回転駆動する回転駆動手段
を設けて、この手段により、シャフトに伝達される回転
力によって、スプリングとメンバの摩擦係合を解除して
出力クラッチメンバを入力クラッチメンバより分離して
、シャフトより入力される回転力により出力クラッチメ
ンバを回転駆動するようにする。

ここで、シャフトが第一の位置から第二の位置へ回転移
動し、スプリング固定手段が上記シャフトと共に回転し
、上記スプリングのスプリングティーザコイルが第一の
位置で出力駆動面と摩擦係合し、第二の位置で上記出力
駆動面から離隔するように配置して、駆動装置と被駆動
装置とを切り離す。

回転駆動手段は、スプラインシャフト端部と、前記入力
メンバの円周方向に固定されたカラーから構成し、上記
手段には相互に嵌合するスプライン面を配設し、・上記
カラーが上記スプライン面の軸方向に沿って移動されて
前記シャフトを回転するようにする。

シャフトは、ベアリングによって支持する。

さて、本発明のスプリングクラッチには更に、回転駆動
手段を第一の位置から第二の位置へ駆動するアクチュエ
ータ手段を設置し、この手段が、空気圧的、電気的ある
いは機械的に作動されるようにする。

また、スプリング固定手段は、前記シャフトに固定され
た円筒形のキャップと、キャップから延びるアームから
構成し、アームには、末端コイル内の溝と嵌合可能にな
るような突起を設ける。

更に、この手段をシャフトとキャップを固定するための
キーと、シャフト上にキャップを保持するためにシャフ
トの雄ねじ部上にねじ締めされる雌ねじから構成する。

［作用］上記のように構成されたスプリングクラッチは、スロッ
トを対向面に設けたカラーが、アクチュエータのシグナ
ルに応じてシャフトに対し軸上を移動し、このカラーと
嵌合したシャフトのスプライン端部を回転する。・一方
、シャフトの他端と摩擦係合するコイルスプリング端の
ティーザコイルに末端コイルを付加して、これをキー及
び雌雄のねじでシャフトに固定することにより、シャフ
トの回転に伴ってコイルスプリングが容易に巻き戻され
る。従って、オーバラン状態になくても、アクチュエー
タの作動により、スプリングクラッチの駆動部と被駆動
部を分離するように作用する。

［実施例］以下に、上記した本発明の特徴の詳細を、添付する図面
を参照しながら、好適な実施例において具体的に説明す
る。

第１図は、本発明の、クラッチを分離してフリーにする
ように制御可能なスプリングクラッチの縦断面図である
。スプリングクラッチ１は、入力クラッチメンバ２と出
力クラッチメンバ３を包含する。クラッチメンバは、簡
便のため図示していないが、ハウジング内に設置する。

入出力メンバは、通常円筒形をしており、空間４を隔て
て並列に配置し、各メンバが独立して回転できるように
なっている。この入出力メンバの内部には、軸方向に中
ぐり部５及び６を、この中ぐり部の各々の入力駆動面７
及び出力駆動面８によってスプリングと摩擦係合可能に
なるように形成する。入力メンバは、ガスタービンエン
ジン等の駆動装置（図示せず）に連結し、出力メンバは
、ヘリコプタロータ等の被駆動装置（図示せず）に連結
する。

両メンバの中ぐり部内に同心形成されるアーム９は、ピ
ンＩＯにより入力メンバに、該メンバと共に回転可能に
装着する。アーム９は、その中央を貫通する空間ＩＩを
有する。

入出力メンバの中ぐり部の内部にコイルスプリング１２
をアームの外周を包囲するように配置する。スプリング
ｊこは、入ノＪ駆動面と摩擦係合する入カティーザコイ
ル１３と、出力駆動面と摩擦係合する出力ティーザコイ
ル１４と、巻き戻され圧縮された状態では駆動面から離
隔しているが、駆動部から被駆動部へのトルクの伝達に
より膨張して駆動面と摩擦係合する中央コイルから形成
する。

スプリングの巻きは、入力メンバが出力メンバよりも速
く回転すると伸び、出力メンバが入力メンバよりも速く
回転すると巻き上げられ圧縮され・るように作成する。

アーム内の空間１１に、内部で回転可能にシャフトＩ６
を挿入する。このシャフトを回転可能に支持するために
、入力メンバの中ぐり内に形成した溝１８にベアリング
１７を設置する。従って、シャフトはアーバ／入カメン
バに対して回転できるようになる。シャフトは、入力メ
ンバに配設されたチャンバ２０内に延びる、螺旋状のス
プラインシャフト端部１９を有する。このチャンバは、
二本の対向するスロット２１及び２２が内壁に作成され
た円筒形に、形成する。

チャンバ内のスプラインシャフト端部に、これと相互的
に可動なカラー２３を嵌合させる。第３図に示すように
、カラー２３の内径に、スプラインシャフト端部と嵌合
するようにスプライン２４を形成する。また、カラーに
は、スロット２１及び２２に挿入さ′れる、二つの対向
する耳２５及び２６を形成して、その軸方向の動きを制
限する。

さて、第１図を再度参照する。カラー２３の端部２７は
アクチュエータ２８に、アクチュエータ内部で回転可能
に、ベアリングで支持することにより接続する。カラー
の軸方向の動きは、スブラインシャフトに作用してこれ
を捩り、第一の位置（Ａ）から、図の点線で示す第二の
位置（Ｂ）の方へ回転移動する。

一般的に、螺旋状のスプラインは、アクチュエータの特
異的なストロークに応じて捩れ、シャフトをアームに対
して正確に位置づけている。アクチュエータは、制御信
号に応じて電気的、気圧的、あるいは機械的に作動する
。

出力ティーザコイルの近傍にスプリング固定手段を付設
する。第２図に、側壁にキー溝３１を設けた円筒形キャ
ップ３０を有する固定手段を示す。

キャップ３０の頂部３３にホール３２を設け、シャフト
端の雄ねじ部３４を貫通させる。また、シャフトにもキ
ャップのキー溝３１と当接する側にキー溝３５を作成す
る。これらのキー溝にキー３６を挿入して、シャフト端
の雄ねじ部で雌ねじ３７（第１図参照）を締めることに
よって、軸方向のキャップの動きを封じ、キャップとシ
ャフトを固定する。キャップから延びたアーム３８が、
スプリングと嵌合する。第４図に示すように、アームに
は、末端コイル４１内に垂直に形成された溝あるいは切
り欠き４１に嵌合される突起３９を設置する。この溝は
、機械的に十分に穿孔し得る厚みを有する末端コイルを
、スプリングに付加してスプリングを修飾することによ
り、形成する。末端コイルは、ティーザコイルの外径よ
りも小径で、駆動面とは摩擦係合しないことが望ましい
。このように配置することにより、アームはクラッチの
オーバランを妨げなくなる。

作動状態において、入力メンバ及びアーム並びにスプリ
ングは、一体となって回転する。シャフトも同様に一体
回転するが、アームとは回転を異にする。例えば、シャ
フトがアームに対し、０から１８０の位置まで回転され
ると一体となったアームとスプリングはＩＯｌＯＯＯＲ
ＰＭで回転する。

通常の作動状態において、カラー２３は第一の位置（Ａ
）に配置されて、出力ティーザコイルＩ４を出力駆動面
８と摩擦係合させる。従って、アーム３８は、スプリン
グクラッチの通常の作動を妨げず、摩擦係合する入力メ
ンバの回転も出力メンバの回転も妨げない。出力メンバ
を分離してフリーにしたい時には、例えば補助装置を駆
動してアクチュエータ２８に信号を送り、アクチュエー
タは、この信号に応じてカラー２３を軸方向に、第一の
位置から第二の位置（Ｂ、　）の方へ移動する。

カラーが軸状に移動するのに従って、スプラインシャフ
ト端部に嵌合されたカラーのスプライン面が、シャフト
を回転する。この時、アーム３８はティーザコイルＩ４
と摩擦係合してこれをスプリングの巻き方向へと巻き上
げ駆動してスプリングを圧縮し、出力ティーザコイルを
出力駆動面からフリーにする。ひとたび入出力メンバの
接合が解除されると、入力メンバは、出力メンバを回転
させずに自在に回転可能になる。ヘリコプタにおいては
、このようなアセンブリは、メインロータを回転するこ
となく、発電機その他の補助装置を駆動するためのエン
ジンに適用できる。

［発明の効果］本発明によるスプリングクラッチは、スロットを対向面
に設けたカラーが、アクチュエータの制御信号を受け、
シャフトに対して軸上を移動することによって、カラー
と嵌合したシャフトのスプライン端部をこの信号に応じ
て回転駆動することができる。一方、シャフトの他端に
摩擦係合するコイルスプリング端のティーザコイルに末
端コイルを付加し、これをキー及び雌雄のねじでシャフ
トに固定するごとにより、シャフトの回転に伴ってコイ
ルスプリングを容易に巻き戻すことができ、入出力駆動
面と離隔させることができる。

従って、オーバラン状態になくても、アクチュエータの
作動により、スプリングクラッチの駆動部と被駆動部を
分離してフリーにすることができる。

なお、本発明の適応は、例示された実施例に限られるも
のでなく、特許請求の範囲に述へた本発明の主旨を逸脱
しない範囲での総ての変形例において、実施し得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

添付した図面において、第１図は、本発明のスプリング
クラッチの縦断面図、第２図は、本発明のスプリング固定手段の一実施例の拡
大図、第３図は、第１図の３−３線に沿った、スプリングクラ
ッチの断面図、第４図は、第２図の４−４線に沿った、スプリング固定
手段の拡大断面図である。１・・・スプリングクラッチ２・・・入力クラッチメンバ３・・・出力クラッチメンバ５．６・・・中ぐり部７・・・入力駆動面８・・・出力駆動面９・・・アーム１２・・・コイルスプリング１３・・・入カティーザコイル１４・・・出力ティーザコイル１６・・・シャフト１７．２９・・・ベアリング１９・・・スプラインシャフト端部２０・・・チャンバ２１．２２・・・スロット２３・・・カラー２４・・・スプライン２５．２６・・・耳２８・・・アクチュエータ３０・・・キャップ３１．３５・・・キー苛３２・・・ホール３４・・・雄ねじ部３６・・・キー３７・・・雌ねじ３８・・・アーム３９・・・突起４１・・・末端コイル手続補正書動刻平成２年６月７日平成１年特許願第３３２４８４号２　発明の名称スプリングクラッチ３　補正をする者事件との関係　　　特許出願人ユナイテッド　チクノロシーズ　コーポレーション４　
代理人　〒１０４東京都中央区明石町１番２９号掖済会ビル平成２年３月
２７日６　補正の対象図面７　補正の内容願書に最初に添付した図面（全図）の浄書を別紙のとお
り添付する（内容に変更なし）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力クラッチメンバと、出力クラッチメンバを備
え、該入出力メンバの内部に該メンバを貫通する中ぐり
部を配して上記入出力メンバを各々独立に回転可能にし
、上記二つのメンバ内の前記中ぐり部を貫通するアーバ
と、該アーバを包囲して配設されたクラッチスプリング
とを有し、該スプリングが前記各メンバの駆動面に対し
て摩擦係合して前記入力クラッチメンバより入力される
回転力を前記出力クラッチメンバに伝達するスプリング
クラッチにおいて、前記アーバ内の空間を貫通し、内部で回転可能に配置さ
れたシャフトと、前記スプリングを固定するために上記シャフトに固着さ
れたスプリング固定手段と、制御信号に応じて、前記シャフトを回転駆動する回転駆
動手段を設け、該回転駆動手段より前記シャフトに伝達
される回転力により前記スプリングと前記メンバの摩擦
係合を解除して、前記出力クラッチメンバを前記入力ク
ラッチメンバより分離して、前記シャフトより入力され
る回転力により前記出力クラッチメンバを回転駆動する
ようにしたスプリングクラッチ。
（２）前記シャフトが、第一の位置から第二の位置へ回
転移動され、前記スプリング固定手段が、上記シャフト
と共に回転され、上記スプリングのスプリングティーザ
コイルが、前記第一の位置で出力駆動面と摩擦係合し、
前記第二の位置で上記出力駆動面から離隔されることを
特徴とする請求項第１項に記載のスプリングクラッチ。
（３）前記回転駆動手段が、スプラインシャフト端部と
、前記入力メンバの円周方向に固定されたカラーを包含
し、上記手段が相互に嵌合するスプライン面を有し、上
記カラーが、上記スプライン面の軸方向に沿って移動さ
れて前記シャフトを回転することを特徴とする請求項第
１項に記載のスプリングクラッチ。
（４）前記アセンブリが、前記回転駆動手段を前記第一
の位置から前記第二の位置へ駆動するアクチュエータ手
段を包含することを特徴とする請求項第１項に記載のス
プリングクラッチ。
（５）前記アクチュエータ手段が、空気圧的、電気的あ
るいは機械的に作動されることを特徴とする請求項第４
項に記載のスプリングクラッチ。
（６）前記スプリング固定手段が、前記シャフトに固定
された円筒形のキャップと、該キャップから延びるアー
ムとを有し、該アームが、末端コイル内の溝と嵌合可能
な突起を有することを特徴とする請求項第１項に記載の
スプリングクラッチ。
（７）前記シャフトが、ベアリングによって支持される
ことを特徴とする請求項第１項に記載のスプリングクラ
ッチ。
（８）前記スプリング固定手段が、前記シャフト、と前
記キャップを固定するためのキーと、前記シャフトに前
記キャップを保持するために前記シャフトの雄ねじ部上
にねじ締めされる雌ねじを有することを特徴とする請求
項第６項に記載のスプリングクラッチ。
（９）入力クラッチメンバと、出力クラッチメンバを備
え、該入出力メンバの内部に該メンバを貫通する中ぐり
部を配して上記入出力メンバを各々独立に回転可能にし
、上記二つのメンバ内の前記中ぐり部を貫通するアーバ
と、該アーバを包囲して配設されたクラッチスプリング
とを有し、該スプリングが、前記各メンバの駆動面に対
して摩擦係合して、前記入力クラッチメンバより入力さ
れる回転力を前記出力クラッチメンバに伝達するスプリ
ングクラッチにおいて、上記アーバ内を貫通し内部で回転可能なシャフトを設置
し、上記スプリングを上記シャフトに固着されたスプリング
固定手段と嵌合させ、前記シャフトと共に前記スプリング固定手段が回転し、
前記スプリングのティーザコイルが、前記第一の位置に
おいて出力駆動面と摩擦係合し、前記第二の位置におい
て上記出力駆動面と離隔するように、前記アーバ内で前
記シャフトを、制御信号に応じて第一の位置から第二の
位置へ該シャフトに嵌合された回転駆動手段と共に回転
する、スプリングクラッチ内で被駆動部から駆動部を分
離する方法。