JPS5842372B2 - しや断クラツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、駆動軸などのような機械部分を保護するため
のしゃ断クラッチであって、両方のクラッチ部分として
役立つクラッチハブ及びクラッチ一方の半径方向側及び
一方の軸方向側に向かって開いている一方のクラッチ部
分の切り欠き部内で半径方向に案内されている連行体と
より成り、該連行体は、トルクを伝達するためにばね力
の下で、他方のクラッチ部分のおう所内に係合し、かつ
、所定のトルクを越えた場合に係合形状に再づいて該お
う所から動き出るようになっている形式のしゃ断クラッ
チに関する。

半径方向に案内されている連行体を有している安全クラ
ッチは公知である（スイス国特許第５４６３５６号）。

ここに記載されている安全クラッチはいわゆるラチェッ
ト型クラッチとして動作し、ばね力によって半径方向で
外方に向かって負荷されて外輪のみぞ内に係合している
連行体が過負荷の際に、その連行ヘッドの形状によって
これらのみぞから押し出されるけれども、純粋に機械的
な手段により安全クラッチを空転位置にすることができ
ない。

したがって、付加的な手段としてリミットスイッチが設
けられ、これは、連行体の押し出し距離により制御され
て、電気駆動装置をしゃ断する。

純粋に機械的な駆動装置、つまり、電気モータ以外の動
力源によって運転される駆動装置に使用するためにはし
たがって、ここに記載されているクラッチは適していな
い。

過負荷状態が生じるとそれは、いわゆるラチェット型ク
ラッチとして動作する。

換言すれば連行体は常に、その回転方向でそのつと次の
みぞ内に再びはまり込む。

このようないわゆるラチェット型クラッチの摩滅が大き
いことは周知であり、その理由からこの場合、みぞが所
属している保持体部分を交換可能にすることも行われて
いる。

更に、このようなりラッチは過負荷状態において強く加
熱され、かつ、大きな騒音を発生する。

別の構造の安全クラッチ（米国特許第 ３６４３７７０号明細書）においては半径方向で案内さ
れている２つの連行体を、円周方向でずらされて１つの
クラッチスリーブから内方に向いている２つのストッパ
に向かって走らせることが既に提案されており、この場
合、連行体の頭端部のくさび形のみぞ内にやはりくさび
形に構成されているプランジャが係合しており、これら
のプランジャは１つのブリッジに結合されていて、該ブ
リッジに作用するばねによって連行体のみぞの内部に保
持されており、これによって連行体が連行位置に保持さ
れる。

過負荷状態が生じると連行体が、その形状に基づいてト
ルク伝達位置から内方に移動せしめられ、その場合、く
さび状に構成されているプランジャがばねの力に抗して
くさび形みそから押し出される。

この位置において安全クラッチは空転状態に切り替えら
れている。

この構造の欠点は、空転位置における連行体に明確な保
持位置が保証されていないことである。

例えば、発生する遠心力によって単数又は複数の連行体
が伝達位置にもどることがある。

このような場合には、安全クラッチ又はそれに結合され
ている駆動系に損傷が生じることがある。

更に、ここに記載されている安全クラッチが駆動系の端
部にしか取り付けることができないということは欠点で
ある。

なぜなら、そうでないと、クラッチの再接続のためにク
ラッチ自体の内部に操作を加えることが不可能であるか
らである。

更に、半径方向に配置された連行ピンを有するトルク制
限クラッチ内にばね負荷された係止体を係合させて、ト
ルク伝達位置を確保することは既に提案されている（ド
イツ連邦共和国特許出願公開第１６２５８４２号明細書
）。

規定トルクを越えると連行体が、確保された位置から半
径方向で外方に押し出される。

トルク制限クラッチはこれにより、空転状態に切り替え
られる。

この構造における欠点は、クラッチの再接続のために、
係止位置が再び見出されるまでクラッチを回動させなけ
ればならないことである。

駆動装置に取り付けられている装置の動きが重い場合に
はこのことは、工具（ハンドルなど）の助けなしには行
うことができない。

接続位置を見出す待機位置にクラッチを移すことは可能
でない。

本発明の目的は、簡単に作用し、製作費が安価でかつ任
意の位置から確実に再接続できるしゃ断クラッチを提供
することである。

更に、本発明によるしゃ断クラッチは大きな費用をかけ
ることなしに両方の回転方向に使用可能であり、かつ、
合目的的である場合には異なったトルクに調整可能であ
るようにする。

この目的を達成するために本発明の構成では、切り替え
ばねにより半径方向で負荷されている連行体がくさび形
の突起を側方に有しており、該突起は、ばねに抗して軸
方向に移動可能かつ回転可能な切り替えリングの突起と
協働し、この突起は、トルク伝達位置及び空転位置にお
ける連行体の突起のための保持部を有しており、切り替
えリングを負荷しているばねの軸方向の圧着力が前記両
方の突起を介して連行体を半径方向に負荷し、しゃ断さ
れたクラッチを再接続する場合には切り替えリングが回
動せしめられ、次いで少なくとも１つのばねによって円
周方向でもどされて、連行体をトルク伝達位置に確保す
るようにした。

本発明による安全クラッチは、連行体が半径方向に配置
されていることに基づいて極めて小型に組み立てること
ができる。

合目的的にはこの場合、連行体は放射状に配置され、し
たがって、比較的に多数の連行体を最小スペースに収容
することができる。

更に、トルク伝達位置から空転位置への切り替え過程に
わずかな構造部分、つまり、連行体自身と切り替えリン
グとだけが関与することは有利である。

これによって、不利な条件の下でもしゃ断クラッチの確
実な機能が保証される。

連行体は、極めて軽量に構成することができ、回転軸線
からの半径方向の間隔がわずかな大きさに過ぎないので
、しゃ断クラッチは、そのつどの回転数とはかなり無関
係に作動する。

すなわち、連行体に作用する遠心力を無意味であると見
なすことができる。

本発明の実施態様では切り替えばねによって連行体がト
ルク伝達位置にしゆう動可能であり、その場合、連行体
の側方に配置されているくさび形の突起が切り欠き部か
ら軸方向に突出しており、その場合、切り替えリングが
ばねによって、一方のクラッチ部分に対して特定の角度
位置に保持され、切り替えリングに所属している突起が
、くさび形横断面を有していて連行体に向いている環状
突起として構成されているが、トルク伝達位置において
、連行体の突起に対して円周方向でずらされている箇所
に該突起のための半径方向に延びる貫通部を備えている
。

しゃ断クラッチの上述の構成は、ばね力に抗して切り替
えリングを簡単に回動させることによって任意の位置か
らのしゃ断クラッチの簡単な再接続を可能にし、この場
合、環状突起の半径方向に延びる貫通部が、連行体に配
置されているくさび形の突起の角度位置に回動せしめら
れ、切り替えばねによって貫通部を通って連行位置に連
行体が移動せしめられる。

この場合、切り替えリングの回動は簡単な形式で、切り
替えリングの外周に配置されている単数又は複数の切り
替え孔内にピン又は類似の工具をそう人することによっ
て行うことができる。

本発明の別の特徴によれば切り替えリングは、少なくと
も空転位置においてばねの軸方向から解放されている。

切り替えリングはこれによって、空転位置においては、
ばねの軸方向力により負荷されていないので、実際上刃
なしのしゃ断クラッチの再接続が可能である。

したがって、大きなトルクに対して構成されているしゃ
断クラッチにおいても再接続のためには極めてわずかな
力を加えるだけでよい。

本発明のある可能な態様では連行体は、クラッチハブの
切り欠き部内で案内されていて、トルク伝達位置におい
ては、クラッチスリーブのおう所内で半径方向で外方に
向かって保持されている。

この実施態様では、トルク伝達のために協働する連行体
の成形面とクラッチスリーブに形成されているおう所の
成形面との半径方向の間隔が比較的に大きいので、この
実施態様は特に、大きなトルクの伝達のために適してい
る。

別の実施態様では、連行体は、クラッチスリーブの切り
欠き部内で案内されていて、トルク伝達位置において、
クラッチハブのおう所内で半径方向で内方に向かって保
持されている。

トルクの伝達を保証するおう所はこの場合合理的に、ク
ラッチハブの外周面に形成することができる。

伝達可能なトルクの大きさにとってばね力と並んで決定
的である作用半径はこの場合、極めて小さくすることが
できるので、しゃ断クラッチのこの実施態様は特に、極
めて小さなトルクの伝達に適している。

本発明の別の特徴によれば、トルク伝達位置において連
行体が係合するおう所はその最大の深さから出発して両
側に、同じ角度で延びている。

このように構成されたしゃ断クラッチは両方の回転方向
で作用することができ、かつその場合、同じトルクを伝
達することができる。

本発明の別の実施態様ではおう所は、その最大の深さか
ら出発して両側に、互いに異なる角度で延びている。

しゃ断クラッチのこのような実施態様はやはり、両方の
回転方向でトルクを伝達することができるが、しかし、
伝達可能なトルクは、互いに異なっている両側の角度に
相応して互いに異なっている大きさである。

本発明の別の特徴によれば、連行体に対する切り替えリ
ングの回動可能性がトルク伝達位置と再接続位置との間
でストッパによって制限されている。

これらのストッパによって切り替えリングは、トルク伝
達位置と再接続位置との間でだけ回動可能である。

これによって、しゃ断クラッチのためのトルク伝達位置
並びに再接続位置が明確に決定されている。

しゃ断クラッチの別の態様では、連行体に対する円周方
向での切り替えリングの位置が再接続位置において係止
可能である。

これによって、しゃ断クラッチは、その通常位置におい
ては、切り替え可能なりラッチとして働くことができる
が、再接続位置に係止されている状態ではラチェットと
して作用し、その場合、連行体に対する切り替えばねの
圧着力によってトルクの伝達が行われる。

このように構成されたしゃ断クラッチは要するに、大き
さが全く異なっている２つのトルクを、第１の場合には
しゃ断クラッチとしてかつ第２の場合には安全ラチェッ
トとして働いて伝達することができる。

このクラッチは、著しく粘度が変動する液体を加工する
化学工業のかくはん装置に使用すると有利である。

別の特徴によれば、クラッチスリーブの外周に送り磁石
が回動不能に配置されており、該送り磁石の操作によっ
て切り替えリングが再接続位置に回動可能である。

この手段によって、クラッチの再接続を遠隔操作で行う
ことができる。

このことは、駆動系の内部の接近不能な箇所あるいは例
えば原子力発電所内部の放射能の危険のある小室にクラ
ッチを使用する場合に望ましいことである。

本発明によるしゃ断クラッチは構造が簡単で所要スペー
スがわずかであり、かつ簡単に種種に変化させることが
できるので、工作機械や農耕機械の駆動装置のような過
負荷に対して駆動系を保護しなければならない駆動装置
に広範囲に使用することができる。

以下においては、図面に示した実施例に基づいて本発明
の構成を具体的に説明する。

しゃ断クラッチは大体において、クラッチハブ２とクラ
ッチスリーブ５とから成っている。

第１図においては、継手フォーク（たんに部分的に示す
）１がクラッチスリーブ５に回転不能に結合されている
。

クラッチスリーブ５は、スナップリング３によって軸方
向で固定されている転がり軸受け４を介してクラッチハ
ブ２上に支承されている。

半径方向及び片側で軸方向に開いている切り欠き部３１
内で半径方向に移動可能に連行体６が保持されており、
該連行体は、切り替えばね７によって、半径方向で外方
に負荷される。

連行体６は、クラッチスリーブ５のおう所２４又は２５
内にトルク伝達位置において係合している。

連行体６に設けられているくさび形の突起１７が切り替
えリング１０の環状突起８ど協働することによって連行
体６は、半径方向で外方に向かってクラッチスリーブ５
のおう所２４又は２５内で保持される。

しゃ断クラッチを負荷するトルクによって連行体６は、
おう所２４又は２５の傾斜面並びにそのくさび形の頭部
形状に基づいて半径方向で内方に向いた力成分を受ける
。

連行体６に設けられている突起１７のくさび形の構成に
よってトルクを保持している突起面１５は、環状突起８
の相応する面と協働し、切り替えリング１０は軸方向で
、連行体６から右に向かって逃げようとする（第１図）
。

この運動には、所定のしゃ断トルクに達するまでばね１
２の力が反対作用し、該ばねは、支持リング１１を介し
て切り替えリング１０に作用する。

調整ナツト１３を介して、ばね１２の初ばね力ひいては
しゃ断クラッチの規定トルクを所要の条件に適合させる
ことができる。

あらかじめ定められている規定トルクを越える場合に連
行体６の突起１７に対する環状突起８の支持力が克服さ
れる。

連行体６は、おう所２４゜２５から押しもどされ、その
場合、切り替えリング１０は、ばね１２の力に抗して軸
方向に逃げる。

おう所２４，２５の半径方向の深さは、トルク伝達位置
において協働する突起１７及び８のくさび面の半径方向
の寸法よりも大きい。

これによって、環状突起８を突起１７が跳ね越えた後に
連行体６が空転位置に付加的に加速されて、空転位置に
確実に保持される。

第１図の上半部に示すように切り替えリング１０は、ト
ルク伝達の際にそれに作用する軸方向成分に基づいて支
持リング１１に支えられる。

空転位置においてはこれに対しく第１図下半部）、切り
替えばね７の力に基づく力成分だけが軸方向力として切
り替えリング１０に作用する。

クラッチハブ２の相応する構成によってばね１２は両側
で固定点に、換言すれば、支持リング１１と調整ナツト
１３とに支えられており、この位置においては、切り替
えリング若しくは連行体６に作用しない。

この手段によって、しゃ断クラッチの再接続のために切
り替えリング１０が軽く回動せしめられる。

再接続の際に、切り替えリング１０の環状突起８は空転
位置を保持する連行体６の突起１７の突起面１６に沿っ
て滑動し、結局、環状突起８を中断している貫通部２７
内に突起１７がはまり込んで、切り替えばね７によって
連行体６が貫通部２７を押し通される。

しゃ断クラッチのクラッチスリーブ５がこの場合、おう
所２４又は２５内に連行体６がはまり込むことのできな
い位置を連行体６に対してたまたま占めていると、連行
体６の突起１７は貫通部２７の内部で待機位置にとどま
る。

切り替えリング１０はこの場合、その環状突起８で、連
行体６の突起１７に支えられ、これによって開放位置に
保たれる。

駆動装置例えばクラッチハブ２の再接続の際にクラッチ
スリーブ５に対するクラッチハブ２の相対回動が生じ、
クラッチスリーブ５のおう所２４又は２５に連行体６が
合致すると切り替えばね７の力に基づいて連行体６がお
う所内にはまり込む。

開放位置における切り替えリング１０の係止はこの場合
再び解消され、ばね１４の作用で切り替えリング１０が
回動し、それに設けられている環状突起８が連行体６の
突起１７の下側に係合し、トルク伝達位置に連行体を再
び保持する。

しゃ断クラッチの再接続の目的で切り替えリング１０を
回動させるために簡単な形式で、切り替えリング１０の
外周に切り替え孔９を設けておくことができ、該切り替
え孔内には適当なピン（図示せず）をそう人することが
できる。

第２図に示したしゃ断クラッチにおいては連行体６は、
クラッチスリーブ５の内部に配置されていて、頭部側で
、クラッチハブ２のおう所２４′内に係合している。

連行体６を受容するための切り欠き部３１は製作を簡単
にするために一貫して構成されており、切り替えばね７
を支えるカバー１８によって閉じられる。

ばね１２は、この実施例では空転位置で両側を固定点に
支えられず、しゃ断クラッチがトルクで負荷されていな
い場合に初ばね力なしに切り替えリング１０に接するよ
うに構成されている。

第２図の下半部においてクラッチスリーブ５の内部で軸
方向に移動可能に係止ピン１９が配置されており、これ
は、切り替えリング１０内に設けられている係止孔２０
内に押し込むことができる。

この係正により、再接続位置において連行体６に対し７
て切り替えリング１０を固定可能であり、換言すれば連
行体６は、トルク伝達位置において切り替えリング１０
の環状突起８にその突起１７を支えることができない。

第３図には、第１図に示した断面線に沿ったしゃ断クラ
ッチの断面図が示されている。

クラッチスリーブ５はここでは斜角のおう所２５を有し
ていて、これに、連行体６が係合する。

ここに示したしゃ断クラッチは両方の回転方向で使用可
能であるが、おう所２５の仕切り角度が両方の回転方向
で異なっているために伝達可能なトルクは大きさが異な
っている。

再接続位置から切り替えリング１０をもどすばね１４は
ここでは、切り欠き部２６の内部で、クラッチハブ２に
一端部をかつ切り替えリング１０に結合されているばね
受け２３に他端部を支えられている。

切り替えリング１０の回動制限はここでは、ばね１４の
ブロック長さと切り欠き部２６内でばね受け２３が当接
することによって生じる。

トルク伝達位置から空転位置へのしゃ断クラッチの支障
のない切り替えを保証するためにおう所２５若しくは２
４ 、２４’の最大の深さく第３図においてｈで示す）
はトルクを保持する突起面１５の半径方向の長さく第２
図においてＳで示す）よりも常に犬でなければならない
。

規定トルクを越える際におう所２４又は２５から連行体
６が完全に押し出されている場合には連行体６の突起１
７の空転状態を維持する突起面１６が環状突起８に既に
接触しており、ここから、連行位置から連行体６を更に
押し出す力成分が連行体に作用せしめられる。

第４図に示したしゃ断クラッチにおいては、連行体６と
協働するクラッチスリーブ５のおう所２４が両側に同じ
角度で延びている。

第４図に示したしゃ断クラッチはしたがって、両方の回
転方向で同じ大きさのトルクを伝達するのに適している
。

ここに示した実施例ではなお付加的にストッパ２１が設
けられており、これは、スリット２２と協働して、切り
替えリング１０のトルク伝達位置及び再接続位置のため
の終端位置を制限する。

第５図は、環状突起８と連行体６に設けられている突起
１７のための貫通部２７とを有している切り替えリング
１０の有利な実施形を示す。

第６図には、送り磁石の可能な配置が示されており、こ
れは、クラッチスリーブ５の外周に配置されており、切
り替えリング１０の外周に設けられたのこ歯２９と協働
し、切り替えリングは、送り磁石２８の操作の際に接続
位置に回動可能である。

不注意な接触を防止するためにしゃ断クラッチ全体はこ
こでは、被いフード３０を備えており、これは、クラッ
チスリーブ５を送り磁石２８と共に取り囲んでいる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１実施例の縦断面図、第２図は、第２実施
例の縦断面図、第３図は、第１図の断面線に沿った横断
面図、第４図は、おう所の形状を異ならせた実施例の横
断面図、第５図は、切り替えリングの平面図、第６図は
、送り磁石の配置を示した横断面図である。 １・・継手フォーク、２・・・クラッチハブ、３・・・
スナップリング、４・・・転がり軸受け、５・・・クラ
ッチスリーブ、６・・・連行体、７・・・切り替えばね
、８・・・環状突起、９・・・切り替え孔、１０・・・
切り替えリング、１１・・・支持リング、１２・・・ば
ね、１３・・・調整ナツト、１４・・・ばね、１５及び
１６・・・突起面、１７・・・突起、１８・・・カバー
、１９・・・係止ピン、２０・・・係止孔、２１・・・
ストッパ、２２・・・スリット、２３・・・ばね受け、
２４・・・及び２４’、 ２５・・・おう所、２６・・
・切り欠き部、２７・・・貫通部、２８・・・送り磁石
、２９・・・のこ歯、３０・・・被いフード、３１・・
・切り欠き部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機械部分を保護するためのしゃ断クラッチであって
   、両方のクラッチ部分として役立つクラッチハブ及びク
   ラッチスリーブと、−力の半径方向側及び一方の軸方向
   側に向かって開いている一方のクラッチ部分の切り欠き
   部内で半径方向に案内されている連行体とより成り、該
   連行体は、トルクを伝達するためにばね力の下で、他力
   のクラッチ部分のおう所内に係合し、かつ、所定のトル
   クを越えた場合に係合形状に基づいて該おう所から動き
   出るようになっている形式のしゃ断クラッチにおいて、
   切り替えばね７により半径方向で負荷されている連行体
   ６がくさび形の突起１７を側方に有しており、該突起は
   、ばね１２に抗して軸方向に移動可能かつ回転可能な切
   り替えリング１０の突起８と協働し、この突起８は、ト
   ルク伝達位置及び空転位置における連行体６の突起１７
   のための保持部を有しており、切り替えリング１０を負
   荷しているばね１２の軸方向の圧着力が前記両方の突起
   ８，１７を介して連行体６を半径方向に負荷し、しゃ断
   されたクラッチを再接続する場合には切り替えリング１
   ０が回動せしめられ、次いで少なくとも１つのばね１４
   によって円周方向でもどされて、連行体６をトルク伝達
   位置に確保すするようにしたことを特徴とするしゃ断ク
   ラッチ。 ２ 切り替えばね７によって連行体６がトルク伝達位置
   にしゆう動可能であり、連行体６の側方に配置されてい
   るくさび形の突起１Ｔが切り欠き部３１から軸方向に突
   出しており、切り替えリング１０がばね１４によって、
   一方のクラッチ部分２゜５に対して特定の角度位置に保
   持され、切り替えリング１０に所属している突起が、く
   さび形横断面を有していて連行体６に向いている環状突
   起８として構成されているが、トルク伝達位置において
   、連行体６の突起１７に対して円周方向でずらされてい
   る箇所に該突起１７のための半径方向に延びる貫通部２
   ７を備えている特許請求の範囲第１項記載のしゃ断クラ
   ッチ。 ３ 切り替えリング１０が、少なくとも空転位置におい
   てばね１２の軸方向力から解放されている特許請求の範
   囲第２項記載のしゃ断クラッチ。 ４ 連行体６が、クラッチハブ２の切り欠き部３１内で
   案内されていて、トルク伝達位置において、クラッチス
   リーブ５のおう所２４，２５内で半径方向で外方に向か
   って保持されている特許請求の範囲第３項記載のしゃ断
   クラッチ。 ５ 連行体６が、クラッチスリーブ５の切り欠き部３１
   内で案内されていて、トルク伝達位置において、クラッ
   チハブ２のおう所２４′内で半径方向で内方に向かって
   保持されている特許請求の範囲第３項記載のしゃ断クラ
   ッチ。 ６ トルク伝達位置において連行体６を収容するおう所
   ２４がその最大の深さから両側に同じ角度で延びている
   特許請求の範囲第４項記載のしゃ断クラッチ。 ７ おう所２５が、その最大の深さから両側に、互いに
   異なる角度で延びている特許請求の範囲第４項記載のし
   ゃ断クラッチ。 ８ 連行体６に対する切り替えリング１０の回動可能性
   がトルク伝達位置と再接続位置との間でストッパ２１に
   よって制限されている特許請求の範囲第７項記載のしゃ
   断クラッチ。 ９ 連行体６に対する円周方向での切り替えリング１０
   の位置が再接続位置において係止可能である特許請求の
   範囲第２項記載のしゃ断クラッチ。 １０ クラッチスリーブ５の外周又はクラッチスリー
   ブを取り囲んでいる保護管に送り磁石２８が回動不能に
   配置されており、該送り磁石２８の操作によって切り替
   えリング１０が再接続位置に回動可能である特許請求の
   範囲第２項記載のしゃ断クラッチ。