JPS59501797A - ばねクラッチの改良 - 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】 ばねクラツチの改良 本発明はばねクラッチに関し、特に異なった時に作動する複数のばねを有するば ねクラッチに関する。

多くの種類のばねクラッチが開発されそしてそれらの技術分野で汎用されている 。典型的なはねクラッチは、（１）外部動力源に連結される久方要素と、（２） クラッチを継いだときに、連結された負荷物にトルクを伝達できる出力要素と、 （３ン入力および出方要素間の連結を達成するよう使用されるばねと、（４）ク ラッチを継ぐまたは切る手段での制御要素とを有する。このようなりラッチは、 ばねを入力または出力要素のいずれかの回）あるいは内部のいずれかに制御自在 に巻き付けるので一般に巻きばねクラッチ（ｗｒａｐ　ｓｐｒｉｎｇｃｌｕｔｃ ｈ）と称されている。ばねをその要素に把持させたとき、クラッチはトルクを伝 達できそして継かったと称される。反対に、ばねをその要素から離させたとき、 クラッチは小さな残留量のトルクさえも伝達せずそして切られたと称される。制 御要素は、クラッチを継いだときに駆動および被駆動要素間の機械的な連結を構 成させ、そしてクラッチを切ったときにその連結を実質的に中断させるばねの作 動を制（財）するよう使用される。

出力要素はコア、ハブまたは円筒形部材でｂシえ、その回勺にばねがそれを把持 てきるように配設されるか、または、円筒形スリーブでちシえ、その内部はばね がスリーブを把持できるように配設される。いずれかの場合において、クラッチ がその所要のトルクを伝えるべき場合に、ばねは、その弛緩状態において、それ が共働するコアまたはスリーブとの荷に寸法的な関係を有しなければならない。

このことはこの型式のクラッチを多量生庫方法によって安＋ｉにかつ大量に製造 しようとするときにしばしば問題となる。しかしながら、ばねや入力および出方 要素の寸法は、クラッチか首尾一貫しかつ予期された作動特性を有するべき場合 、厳密に制御されねばならない。これらの厳格な寸法上の公差を確保することは そのようなりラッチの価格についての重要な要因となる。

本発明の目的は、首尾一貫したトルク特性を保持する一方、部品の寸法精度にお いて従来可能でｂったものよシもよシ融通性の良い公差を有するクラッチを提供 することにある。

オーバーランニング（ｏｖｅｒｒｕｎｎｉｎｇ　）と称される、クラッチの出力 の移動方向と同様な方向である方向へのトルクをクラッチの出方に適用する負荷 物は、クラッチをしばしば不適当に作動させてしまう。この状態は、例えば、よ シ小さな荷重を緩やかＫかつ制御されて使用されるべきホイストに巻きばねクラ ッチを組込んだときに現われる。オーバーランニングは［段階飛び（ｓｔａｉｒ ｓｔｅｐｐｉｈｇ　）　Ｊと時には称されているけいれん的運動を生ずる断続的 状態でクラッチを作動させてしまう。段階飛びはクラッチ内での静的および動的 状態のための摩擦係数間の差により発生される。この状態はエネルギーを蓄積し てしまうような傾向のいかなる作動装置によっても悪化される。例えば、過度の 伸縮性を有する支持ケーブルの使用は、クラッチの解放機構における伸縮性でも あるように、該装置の有する段階飛びとなるいかなる順向をも増強する。多くの 巻き数を有するばねクラッチは、エネルギーがラッチの解放前にばねに蓄積され ねばならないので、特に段階飛びを起し易い。

本発明の別の目的は段階飛びを除去しえるクラッチを提供することにある。

ばねクラッチの使用に際しての別の問題は過負荷により損傷するような破損され 易さにちる。クラッチは伝達され得るトルク量によシ通常定格付けされる。はと んどのはねクラッチは定格伝達トルクを超過しない情況でのみ使用されるよう指 示される。このようなりラッチは、クラッチに与えられた安全度以上に定格ト（ ４） ルクを超過した場合、通常損傷される。

本発明の別の目的は定格トルクを非常に超過する場合にちっても損傷されない巻 きばねクラッチを提供することにある。

従来のばねクラッチは一定の定格トルクの皐を云達しそして定格トルクよシ大き な場合には駆動および被駆動要素間の固定関係を保持するよう滑走するものでち った。しかしながら、このようなりラッチは過負荷時に滑走できるのみで制御用 装置を備えていない。すなわら、それらは前述した制御された接続や解放を行え ないことでもある。

本発明の別の目的は１つのクラッチで滑走を制限しかつ制御可能にできるものを 提供することにちる。

本発明のまた別め目的は、最大定格トルクが負荷物に突然加えられる場合でちる よシも遅く負荷物を加速できるよう累進的段階でトルクを負荷物に伝達できるば ねクラッチを提供することにある。

本発明は巻きばねの使用に基づいたクラッチである。不クラッチは、概念的に、 １９７５年１１月１８日に発行されたアメリカ合衆国特許４５９２０１０６号の 「可逆単方向回転クラッチ」で述べられた型式のものでちる。本発明は、しかし ながら、単方向回転クラッチのような作動に限定されるのではなく、そして後（ ５） 述から明らかとなる幾つかのその他の重要な点において異なる。本発明の一実施 例は、１９８１年３月１８日に出願されたアメリカ合衆国特許履第２４４９７５ 号の「双方向クラッチ」および１９８２年６月１５日に出願されたアメリカ合衆 国特許原第３５８３３８号の「可逆ツール・ハンドル」で開示されたのと同様な 一般的模構を使用し、この両出原内容はここに参考例として組み込まれている。

トル゛りを伝達するばねクラッチの性能は多くの要因に左右される。これらは、 ばねワイヤーの寸法および剛性、クラッチを継いた時にばねが摩擦連結する要素 でちるハブの直径、ばね材料とハブの材料との間の摩擦係数、弛緩状態における バネの寸法、およびばねの巻き数量にある。解放状態におけるハブとばねとの間 の直径差は締め代と称される。

巻きばねクラッチを滑らせてしまうトルク、Ｔ、は下記の式（１９５６年４月１ ９日の「Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｄｅ’ａ屹１、第１０７〜１１１頁にＪｏａｅｐｈ　 Ｋ６ｐｌＢｎ氏とＤｏｎ４１ａＭＢｒ８ｈａ１１氏とによる「自己励起型スプリ ング・クラッチのだめの計算式および計算図表」で説明されている）によシ与え られる。

Ｅ＝ばねワイヤーのヤング率 工＝ばねワイヤーの慣性領域モーメントＱ＝ハブの外直径と弛緩状態のばねの内 直径との間の締め代 Ｄ＝ハブの外直径 ｔ＝ばね２イヤーの厚さ Ｕ＝ばねワイヤーとハブ部材との間の摩擦係数Ｎ＝ばねの巻き数 でちる。

上掲の数量の現実の実施において、製造公差で取扱わねばならない問題となるも のは、ハブ直径り、締め代Ｑ、および摩擦係数Ｕでちる。クラッチの滑走トルク は、上述の式において指数項め寸法を減少するので巻き数を減少することによシ これら３つ全ての数量の絶対量の変化に鋭敏でないようにでき、それ故、同様な 滑走トルクを有するのによシ大きい係数項を必要とする。ハブの寸法および締め 代の各々が数十分の１ｍ（ａｆ竺仏０勲鍼−Ｏｆ　ａｎ　ｉｎ曲）で変化された 場合、滑走トルクはＱ、　／　Ｄが小さな数値でちるよりも大きな数値でちると きにより少なく影響される。指数関係は摩擦係数Ｕと巻き数Ｎとの積を包含する ので、巻き数を減少することは摩擦係数を尚更鋭敏でない滑走トルクにする。

典型的なりラッチは上述した式の数量について下記の数値を有して調造される。

Ｅ＝約２．１１０，０００鳥（５０、０００、［１００ＰＪ、ｉ　）Ｑ＝約Ｑ、 ０１３ａｎ（α［］Ｑ５１ｎｃｈｅｓ　）Ｄ＝約１．５８８１）Ｉ　（（Ｌ６２ ５１ｎｌ１ｍｈａｇ）ｔ５約（１０８１ｒｎ　（（ＩＱ３２ｉｎｃｈｅｓ）Ｕ＝ α１１ Ｎ＝６回巻き これらの数値では約α０４４誓−ｔｌＬ　（５３１ｎｃｈや口→の滑走トルクを 生ずる。巻き数が６から４に減少されそして締め代を補整するように増加された 場合、その締め代は同等な約０．０４４φ１のトルクを得るためには約０．０５ ３ｍ　（ＣＬｏ　２１１ｎｅｈ８８）　テなければナラナい。約α００５ａｌＩ ｋ（αＱ　０２１ｎｃｈｅりのコア寸法における変化は約Ｑ、０１３Ｑ＠の諦め 代を有するクラッチの滑走トルクにおける５０チの変化を生ずるが、約ＣＬＯ５ ６薗の締め代を有するクラッチではわずかに１０％の変化でちる。

汎用のばねクラッチでは通常率さな量の係数と大きな数値の巻き数のみを採用し ている。このことは、クラッチのトルク定格が巻き数と共に指数的に増大し、そ してクラッチのＲ１粍率が締め代と直線的に増加するので、従来クラッチにおい て実際に採用されている。

しかしながら、クラッチが利用可能なトルク定格を保持ししかも過負荷に対して 自己を保護するよう滑走すべきなので、締め代は極度に小さく形成されｎばなら ない。本発明では通常の１つのばねの代勺に２つ以上のばねを使用する。各ばね をよシ少ない巻き数で使用し、そして従来のものよりも大きな締め代を使用する ことにより、クラッチは過負荷に対して自己を保護するよう滑走の可能性を維持 する一方で大きなトルク定格を有するよう作成できる。ばねおよびばねが把持す る面の両者での摩耗はよシ大きな締め代によって増加されるが、構成部品のよシ 好適な材料の選定により許容範囲内に摩耗をほとんど減少できる。

本クラッチと従来のものとを見分ける２つの物理的特色がちる。第１に、クラッ チは入力および出力要素間の連結を達成するよう１つ以上のばねを使用する。

第２に、クラッチ内の制御面は幾つかのばねを異なった時に作動するよう形成で きるように位置付けている。

これらの特色は次のような利点を提供する。（１）よシ大きなトルク定格か同様 な寸法の物理的構造体内で得られ、（２Ｊ連結された負荷物の加速が負荷物に亦 見られ（９） る動的力を減少するよう企図でき、そして（３）制御された滑走がトルク量の減 少を付随することなしに達成できる。

本発明のその他の目的、特色および利点は図面と共に後述する詳細な説明を考慮 することによシ明らかとなシ、そこにおいて、 第１図は本発明の滑走クラッチ（５ｌｉｐ　ｃｌｕｔｃｈ　）の第１実鳳例を示 す部分断面図であり、第２図は゛第１図のクラッチの部分分解図でちシ、第３図 は矢印によって反時計方向回転を示した第１図のクラッチの別の図でちシ、 第４図は矢印によって時計方向回転を示した第１図のクラッチの同様な図でち９ 、 第５図は本発明の第２実厖例の、継かった状態で示された制御自在クラッチの部 分破砕図であシ、第６図はクラッチを切る位置に制御要素のだめの操作物を有す る第５図のクラッチを示し、第７図は制御キーの面の形体を示す第５図のクラッ チの詳細であシ、 第８図は負荷物を支持して示された本発明の第６実厖例の部分破砕図であシ、 第９図は負荷物を下降させるのを示す第８図のクラッチの別の図であシ、 第１０図は負荷物を上昇させるのを示す第８図のクラッチの詳細な図でちシ、そ して 第１１図は第８図のクラッチのハウジングの詳細でちる。

第１〜４図の単体の、オーバーランニング、滑走クラッチにおいて、その外周面 の回シにばね２８および６０を配設されたハブ２４はねじ６６およびワッシャー ６８によシハウジング２２内に保持される。ハウジング２２とハブ２４との同軸 状の整合はクラッチの一端においてハウジングとハブとの間に軸受けするよう作 用するリング２６により保持され、そして他端では縮小ハブ直径部分４０および 絞ジハウジング直径部分４２により保持される。シャフト、あるいはプーリーま たはスプロケットのようなその他の連結部材（図示なし）がハウジング２２およ びハブ２４に取着できる０ハウジング２２の開口４４は、第２図に示されるよう に、異なった円周方向長さを有する２つの長方形部分の結合から成る。図示の如 く、開口の２つの部分は一端で整合されて該層で１つの面４６を形成する一万、 他端では面４８および５０がハウジング２２の中央部に異なった角度的位置に形 成される。開口はこの形体で隻利な手段でちるように配向されるが、その他のい かなる角度的位置付けも開口に対する円弧角を等しくしないようにして同様に設 けられて作動する。開口の別の角度的位置付けが行われた場合、面４６は、開口 の各長方形部分のための１つとなる、２つの面に分割される。ばね２８および６ ０の各々は、溶接されるかさもなければ一端部に確実に取着されるかまたはばね ワイヤー自体で形成されたタブ５２および６４をそれぞれ有する。ばねは、第６ および４図に示されるように、タブ６２および６４が開口４４を通って突出され 、第２図に示されるのと同様な関係の方向付けでハブ２４０回シに配設される。

ハウジング２２が第６図に矢印５６で示すような反時計方向に回転されると、開 口４４の面４６はばね２８のタブ３２とばね６０のタブ６４と共に接合し、両ば ねのバブ２４の把持を解放させる。それ故、ノ・ブ２４はハウジング２２に潜っ て回転するのを容易に制動できる。しかしながら、ハウジング２２が第４図に矢 印５２で示されるような時計方向に回転されると、そのとき開口４４の面４８は ばね２８のタブ６２と接合する。ハブ２４における制動がばね２８をハブ２４上 で滑走させるのに十分でちると、そのとき、ちる程度の滑走が発生したのらに、 開口４４の面５０はばね３ｏのタブ６４に接合する。面５０のタブ３４との接合 後に、ばね６０はノ・ブ２４へのトルクの伝達をまた開始する。組み合わされた ばね２８および６０の滑走トルクがハウジング２２とタブ２４との間の接合角度 関係を保持するのに必要なトルクよシも小さな場合にのみ余分な回転が連続した 滑走を発生できる。

開口の面によってタブに作用される力は各ばねをハブ２４の回シに締付けさせそ れによシ各ばねはハブ上でばねを滑走させるのに必要なトルクよシも大きくはな い程度にハブ２４へのトルクを伝える。少ない巻き数のば預を複数個（第１〜４ 図においては２本のみである）使用することは、各ばねから所要の滑走トルクを 得る確率を増加し、それはまた平均化効果を提供する。ハウジング２２が面４６ を両タブ６２およびタブ６４に再び接合させるのに十分に移動するよう矢印５３ の方向へ再び回転されると、タグは再び整合され、そして矢印５２の方向と別の 逆方向の回転はトルクを前述のように増大してハブに作用させる。

クラッチの本夷鵬例の作動は逆にされたばねを有するクラッチに組立てることに よシ逆転できる。すなわら、そのためにばねの他端側にタブがちることを除いて 、ばねは第２図におけると同様に現われる。

第５〜７図に示される本発明の実施例は僅少異なった手段ではあれ本発明の全て の利点を提供する制御自在な双方向クラッチである。ハウジング５４および（至 ） ５６はそれぞれ出力および入力要素でちり、その各々はトルク伝達のだめのシャ フト、プーリー、スプロケット、歯車ちるいはその他の適当な部材に取着できる 。軸受７４はハブ５６と同軸状に整合されてハウジング５４の開放端を保持する 。この実態的もまた、２つのばね５８および６０のみを備え、この場合、各ばね は２つのタブを有し、各タブは各ばねの各端近傍に堅固に取着される。タブ６２ および６４ばばね５８に取着され、゛そしてタブ６６および６８はばね６０に取 着される。ハウジング５４の開口５８は軸方向に向けられかつ平行な荷重面７０ および７２を有する長方形体でちる。これら２つの荷Ｘ面の各々は、単独の面を 形成するように整合した形体でちシえるが、必ずしも必要ではなく、各ばねタブ について１つづつ対応する、分割された２つの面として考えるべきでちる。制御 シリンダー７８の形体の制＠１４素ｆｄ、作動時の要求に応じてハウジングの回 シに幾分回・蔽できかつタブ６２．６４．６６および６８に接合できるようにハ ウジング５４の回シに配置される。軸回り運動がハウジング５４の開口アロ内に 突出するキー８２によシ１且屯される。第７図を参照すると、キー８２は相互に 関して変移された２つの軸方向に指向した部分で形成され、その一方の部分は面 ９０および９１を有し、他方の部分は面８８および９２を有することが屏る。第 ５図に示されるように、適当な外部制御装置（機械的または電気的な装置）の一 部でちる作動部８０はその歯形端８４が制御シリンダー７８上の対となる歯形リ ング８６に保合できるよう半径方向に移動できねばならない。

この実施例のクラッチの作動は第５．６および７図から明らかとなシえる。第５ 図はトルクをハブ５６からハウジング５４に伝達している状態のクラッチを示す 。作動部８０は制御シリンダーを乗せたハウジング５４に沿って自由に回転する よう制御シリンダー７８から離れて引込まれる。それ故、制御シリンダー７８は この回転方向でばね５８および６０を緩めるのに必要なタブ６４または６８への 制と力を適用できない。

ばね５８および６０はハウジング５４の開口アロの面７０によシタプロ２および ６４に作用する力によって固く巻付けられる。ばね６０のタブ６６および６８、 並びにばね５８のタブ６２および６４の間隔は荷重面７０がタブ６２および６６ と接合したときに荷重面７２とタブ６４および６８との間では接合できないよう になっている。タブ６２および６６を而７ｏに押し付けることはハウジング５４ をハブ５６と共に回転させる。この状態においてクラッチは継がれたと称される 。

クラッチを切るには、第６図に示されるように、作（至） 動部８０を制御シリンダー７８に持ってくることのみが必要であシ、それによシ 作動部の歯８４は制御シリンダー７８の歯形リング８６に係合してそれを停止し そしてハブ５６が回転を継続しかつそれと共に２つのばねを継続して回転するよ うにキー８２をタブ６４および６８に接合させる。先行するタブ６４および６８ が回転を阻止されたときに、ばね５８および６０は緩められ、それによシ、それ にも掛わらずその面上で滑走するばねと共に回転し続けることのできるハブ５６ をそれらはもはや把持しない。ハウジング５４へのトルクの伝達はばね５８およ び６０の回転を停止すると即らに停止する。ばね５８は第６図に示されるような キー８２の面９０および９２間の変移によってばね６０の場合よシもクラッチの 切離しに従って僅少異なった位置に移動する。クラッチを再び継ぐとハウジング ５４の面７０はばね５８よシも僅少早くばね６０に係合させるようタブ６２に接 合するよシ僅少早くタブ６６と接合する。荷重された負荷物がハブ５６上でばね ６０を滑らせるのに十分でちると負荷物の加速度は滑走を行えないクラッチにお けるよシも小さい。

この実施例の全体的作動は入力の回転が逆転されそしてクラッチが継がれたとき に反対方向のトルクを確実に可逆、伝達できる。

αｅ この実施例において２つのばねの変移位置はキー８２の段によって達成される（ ６つまたはそれ以上のばねでちる場合には多段で使用されるべきでちる）。第１ 実胤例において変移はハウジング２２の開口４４の形体に組込まれる。第８〜１ １図の夷１例において、変移はばねのタブの位置における僅少な差異で行われる 。これらのいづれの手段も、他の場合とも同様に、所望の効果を達成するよう使 用しうる。これらの実施例の説′明において２つのばねのみが更用されているの ではちるが、負荷物の更に多くの段階的加速を達成するよう３つまだはそれ以上 使用できることは明らかでちる。

第８〜１１図は本発明の実施例を示し、そこにおいてクラッチは常に出力要素を 一方向に移動するような負荷物を支持するのに使用される。第８図を参照すると 、ハブ９４は長方形スピア°（５ｐｅａｒ　）　９８によシ固定構造物９６に装 着され、スピア９８はハブ９４のそれ自体の軸の回シでの回転を１且止するよう 形成される。２つのばね１００および１０２は前述の実施例と同じ形体でハブ９ ４の回９に配設される。ばね１００はその両端近傍に取着されるタブ１０４およ び１０６を有する。ばね１０２は、この場合ではタブ１０８および１１０をばね １００におけるタブ１０４および１ση ０６の場合よシも僅少遠く離れて配置していることを１余き、その端部近傍にま た配置されるタブ１０８および１１０を有する。前述の如く、ばねワイヤーに溶 接されるかちるいはむしろばねを形成するところからワイヤーを破断する力とほ ぼ同じ大きな力をタブに伝達できるような手段で取着される。ハウジング１１２ は開口１１４を有する円筒形スリーブであって最初の実施例のものに非常に似た 外形形体を有する。しかしながら、この実施例において、第１１図に示されるよ うに、開口１１４は長方形ではなくてばね荷重面１６６．１６８．１４０および １４２、並びにキー荷重面１４４および１４６を有する。制御要素１２２は、第 ５図のキー８２の手段における変移位置にキー１２６を有しないことを除き、前 ′迷の実施例のものと同様な内部キー１２６を有する。制御要素１２２は、ベル ト１６０をその上に配置できるグー！Ｊ−１２８が制御要素１２２の一端に形成 されていることについて、前記２つの実施例の対応する部分ともまた異なる。

ばねタブ１０４．１０６．１０８および１１０は第８〜１０図に示されるように 開６１１４を通シ突出する。開口１１４は、ばねタブのいづれか１つが開口１１ ４のその対応するばね荷重面と接合したときに、キー１２６はその対応するキー 荷重面を最初に当接するので、そのタブが制御要素１２２のキー１２６に同時に 当接できないような形体を有する。ハウジング１１２の単なる伸延部でもちるキ ャップスタン１１６は負荷物を支持するよう使用される索１１８をその上に巻き 付けるだめの巻取窮を形成する。キャプスタン１１６の外方側漏部は固定溝遺物 １２０に設けられた内部軸受に支持される。

この実施例のクラッチはベルト１１の運動によって作動される。ベルト１６０が 静也されそして、第８図に示されるように、索１１８によシ負荷物を支持してい る場合、それ自体の軸回りでの回動を阻止されたハブ９４の回シにばね１００お よび１０２を締め付けるようばね荷重面１６６および１４０をタブ１０４および １０８に接合させたときに、キャプスタン１１６は回転を阻止される。第９図の 矢印１３２に対向する方向へベルト１３０を移動することはキー１．２６をキー 荷重面１４４に対向させると、ハウジング１１２を回転し始めかつ索１１８によ って支持された負荷物を持ら上げ始め、そしてばね荷重面１５６および１４０を 接合していたタブ１０４および１０８から離れるよう動かす。キー１２６は次い でタブ１０４および１０８に接合してばね１００および１０２によるハブ９４の 把持を解放させ、ベルト１３０が同一方向へ移動しく至） ている間はその、運動を連続できる。

ベルト１３０が第９図の矢印１６２で示す方向に動かされると、プーリー１２８ および制御要素１２２は、キー１２６をばねタブ１０６および１１０に接合させ る第９図の矢印１６２の方向へ回動される。タブ１０６および１１０への圧力は ばね１００および１０２にそれらによるハブ９４の把持を解放してハウジング１ １２を回転できそして索１１８をキャップスタン１１６゛から巻き戻されうる。

これらは従来のばねクラッチにおいて「段階飛び」と称される変動運動を発生す る状態でちる。

段階飛びは、相関的連動のないときのばねと／・ブとの間の摩擦が運動時よシも 大きいために、単一ばねクラッチにおいて発生する。制御要素が負荷物を下ろす ようクラッチを切るように移動されるとき制御要素がばねの一端のタグを移動し ている間であ）更に他端の負荷支持タブが移動し始めない間の時間となる。ばね とハブとの間の空間はこの時間中に増大する。十分にばねがハブから解放された とき、それによシ残余分ではもはや負荷物を支持できず、そのとき負荷は動き始 める。一旦自由に移動してしまうと、本装置はすぐによシ小さな１４抵抗を有し そしてハウジングは制御要素よりも速い回転となるまで下降する負荷物によって （至） 加速される。ある時点で、ハウジングはばねとハブとの間の空間を取るのに十分 遠くへ移動しその時ばねは再びハブの回シに堅く巻き付きそしてタブは゛負荷物 を停止しかつ支持するのに十分な力をハウジングに発生する。クラッチはそのと き再び継がれ゛そして制御エレメントのその後の運動はこの育種の繰返しで行わ れる。

本発明は、その−万が負荷物を支持するのに必要なトルクよシも小さなトルクで 滑るよう作られた２つのばねｋよシ段階飛びを除去する。負荷物を持ら上げる間 、キー１２６は第１０図に示されるようなばね１００および１０２のそれぞれの キー１０４および１０８と同様にハウジング１１２の面１４４にそれぞれ接合す る。負荷物が持ら上けられたのら、ばねはタブ１０４を面１３６に接合しかつタ ブ１０８を面１４０に接うに、ばね１００のタブ１０４および１０６はばね１０ ２のタブ１０８および１１０の場合よシも相互に近接している。グー’）−１２ ８が負荷物を下ろすように回転されると、キー１２６はタブ１１０と接合する前 にタブ１０６に接合する。それ故、ばね１００は緩められ、そして負荷物全体を 支持することの出来ないばね１０２は滑シ始める。キー１２６にタブ１１０との （ロ） 接合を避けさせるのに十分速く滑る場合、ばね１０２は緩められない。ばね１０ ２の滑走時に生ずる摩擦は負荷物の急速な加速を防としそして下降中の負荷物の エネルギーを吸収するよう助力して段階飛びを防止する。

第１１図に示される開口１１４の形体は重要な別の効果を提供する。索１１８に よシ支持された負荷物がベルト１６０の運動によって上昇または下降されるとき 、ハウジング１１２を回転させる力はキー１２６によって伝えられる。ハウジン グ１１２の開口が前述の実１例におけるように長方形でちると、運動力はキー１ ２６によって２つのばねタブへそしてそこから長方形開口の荷重面に伝わる。キ ー１２６と接合することとなるばねタブにおける面の面積は小さいので、荷重力 はばねタブを形成する鋼材のように強い材料で形成されるキー１２６に要求され るような大きな圧力を発生できる。しかしながら、制御要素１２２は外部のプー リーや内部のキーを有する複合部分である。このような部分は複雑な形体を再現 する鋳型形成で最も効率良く形成できるが強度の弱い部分を生ずる。タブを形成 することはクラッチ内に余分な空間をよ勺大きく必要としそして損傷しつつちる ばねに不均一に荷重させてしまう。よシ良い解決法は運動荷重を押し付けられる 要素の列からばねタブを取シ除くことでちる。第８〜１１図のクラッチが作動さ れる場合、キー１２６はハウジング１１２を回転させる回転方向いかんで荷重面 １４４または１４６に接合する。その回転が開始されたのら、キー１２６は次い でばねを解放させて負荷物を支持していた２つのばねタブに接合する。ばねタブ はキー１２６と開口１１４のばね荷重面の両者に同時に接合できないので、負荷 物を動かすのに必要な運動力かばねタブを介して伝達されることはない。面１４ ４および１４６はばねタブより更に大きな接合面積であシえるので、キー１２６ における必要強度は減少されそしてこの必要強度の減少はこの部分の製造に適当 な鋳型形成で行える。入力荷重面は、ここに述べた実画例におけるように、直接 に、あるいは、前に述べた実１例におけるように、ばねタブを介して、出カー項 崇１の荷重面に接合できることを“認識すべきである。

本クラッチは双方向型である。索１１８がキャプスタン１１６上で他方向に巷き 取られる場合、クラッチの作動全体は逆に動かされる。

本発明はここに示した型式以外の多くの型式のばねクラッチにも利用できる。開 示した実画例でその概念をより容易に理解できる。これらの実画例において。

＠ ハブ（ばねが摩擦的に接合する面を有する要素）はその回シに配設されたばねを 有するクラッチにおける中心部でちる。外部要素（ばねのタブとの接合を行なう 要素）はばねの外側に同心円状に設けられる。しかしながら、ばねが円筒形シェ ルと摩塵的に接合するようにこれらの要素を配列し直すこともできる。このよう な実４例において、弛緩時の直径をシェルの内直径よ勺僅少大きくかつそのタブ をそのとき半径方向の外方へではなくて内方に向けたばねがシェル内に納められ るよう僅少諦められる。内部要素はそのときタブに接合できる半径方向キーを有 する。制御要素は、この実施列においては、ばねタブとの必要な接合をまた行え るように形成されねばならない。

上述の種々の央泥例はばねタブが出力要素によって接合される位置間での変蓬を 遂行するだめの幾つかの手段を開示している。一般的な情況において、共動する ばねおよび要素の製造における部品寸法の変更がちる。この変更は通常、前述し た手段で２つまたはそれ以上のばねを使用して本発明を具体化したクラッチが大 きな慣性負荷物を十分に取扱えるように十分に大きい。それ故、適当なトルクで 滑るよう適当に企図された複数のばねを使用して１本発明の望ましい効果が第９ 図に示された手段で無理のない作動形体によって主速度を変化させることを要求 されたクラッチのためにを更に改良するのが望ましい。

本発明は特定の夷−例を参照して説明されてはいるが、これらの夷−例は本発明 の要旨の単なる適用例を示しているのにすぎないことを理解すべきでちる。本発 明の主旨および範囲を逸脱することなしに、多くの１６正をここに述べられたこ とについて遂行できかつその他の配列を案出できる。

浄書（内容に変更なし） 手　続　補　正　書（方　式） 昭和５９年８月８日 特許庁長官　志　賀　学　殿 ■、事件の表示 ＰＣＴ、ＵＳ８３・０１３９８ ２、発明の名称 はねクラッチの改良 ３、適正をする者 事件上の関係　特許出願人 ジェネラル・クラッチ・コーポレーション４、代理人　〒１０５ 住　所　東京都港区愛宕１丁・目６番８号愛宕小西ビル　６階 昭和５９年７月１２日　（発送日曜ｆロ５９年７月１７日）６、補正の対ｔ （１）特許法第１８．４条の５第１項の規定による書面の特許出願人の代表者の 欄 （２）１書の翻訳文 （３）図面の翻訳文

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１軸と、同軸状に設けられる第２軸と、前記第１軸と摩擦的に接合するよ う前記第１および第２軸間に同軸状に配設されかつら旋状に巻き付けられた少な くとも第１および第２ばねとで構成され、前記少なくとも第１および第２ばねは 各々少なくとも一端近傍にタブを有し、前記タブは前記第２軸に向って半径方向 に向けられ、 前記第２軸は前記タブのそれぞれ１つに係合するだめの少なくとも第１および第 ２荷重面を有し、少なくとも一方向への前記軸の一方の回転は前記少なくとも第 １および第２ばねをそれと共に回転させかつ前記軸の他方へ同様な方向にトルク を作用させ。 前記第２ばねの前記一端近傍の前記タブが前記第２軸の前記第２荷重面と接合す る前に前記第１ばねの前記一端近傍の前記タブは前記第２軸の前記第１荷重面と 接合し、前記第１軸に作用されるトルクが所定値を超過すると前記第２ばねの前 記一端近傍の前記タブが前記第２軸の前記第２荷重面と接合する前に前記第１ば ねは前記第１＠上で滑走する ことを特徴としたばねクラッチ。 ２、前記軸の両者を前記少なくとも一方向へ回転することに伴って、前記少なく とも一方向へ前記軸の前記一方の回転を再開して前記タブを前記それぞれの荷重 面タブを配置することを選択的に制御する部材を更に備えたことを特徴とする請 求の範囲第１項に記載のばねクラッチ。 五　第１および第２軸と、 各々がその上にタブを有する少なくとも第１および第２クラツチばね とで構成され、 前記第１および第２クラツチばねは前記第２軸の外直径よ）も僅少小さな内直径 を有してら旋状に巻き付けられ、前記クラッチばねは前記第２軸の回りに配設さ れ、 前記第１軸は前記第２軸に関して回動自在に設けられかつ前記ばねタブの対応す る１つを係合するよう少なくとも第１および第２荷重面を有し、′前記第１軸を 第１方向へ回転する間に前記第２軸に所定までのトルクを伝えるよう前記第１ク ラツチばねを前記第２軸の回シに締め付けさせかつ把持させかつ前記第１クラツ チばねによって前記第２軸に伝えられる前記所定の量以上のトルクを阻止するよ う前記第２軸の回シに滑走させるように前記第１荷重面は前記第１クラツチばね のタブに接合し、そして前記第１軸を＠ 前記第１方向へ回転し続ける間であって前記第１荷重面が前記第１クラツｔばね の前記タグに接合されかつそれを締めつけおよび滑走させたのらに、前記第２荷 重面は余分の所定量のトルクを前記第２軸に伝えるように前記第２クラツチばね を前記第２軸の回シに締めつけさせかつ把持させるよう前記クラッチばねの前記 タブに接合し、 前記第１軸を第２方向へ回動するときに、少なくとも第１および第２クラツチば ねが前記第２軸に把持することを解放されるまで前記クラッチばねに前記クラッ チばねへのそれらの把持を順次に弛緩および解放させるよう、前記第１軸は前記 第１および第２クラツチばねの前記タブに順次に接合する別の面部材を有し、そ れによシ前記第１軸を前記第１方向に回転することが前記第１軸と前記第１クラ ツチばねの前記タブとの間に第１の接合を再び行わせ次いで前記第１軸の前記第 ２荷重面と前記第２クラツチばねの前記タブとの間にｓ２の接合を再び行わせる ように前記少なくとも第１および第２クラツチはねの前記タブは相互に整列させ られる ことを特徴としたばねクラッチ。 ４、第１要素と第２要素と少なくとも第１および第２クラツチばねと制御要素と で構成され、 前記第１要素の外直径よシも僅少小さな内直径でｂる前記第１および第２クラツ チばねはら旋状に巻かれ前記クラッチばねは前記第１要素の回夛に１設され、前 記第２要素は前記第１要素に関して回動自在に設けられかつ少なくとも１つの荷 重面を有し、そして前記制御要素を制とまたは解除状態に選択的に配置する部材 は、その解除状態において（１）前記第１要素を第１方向へ回転することが前記 第２要素に所定量のトルクを伝え為よう前記第１クラツチばねを前記少なくとも １つの荷重面に接合させそして前記第１クラツチばねを前記第１要素の回シに締 めつけさせかっ把持させ、前記第１クラツチばねは前記第２要素に前記第１クラ ツチばねによって伝えられる所定量以上のトルクを阻止するよう前記第１要素の 回シでｍ走し、そして（２）前記第１要素を前記第１方向へ更に回転することが 前記第２要素に余分の所定量のトルクを伝えるよう前　゛記第２クラッチばねの 第１端を前記少なくとも１つの荷重面に接合させそして前記第２クラツチばねを 前記第１要素の回シに巻きつけさせかつ把持させ、前記第２クラツチばねは前記 余分の所定量以上のトルクを前記第２要素に伝えるというよシもむしろ滑走し、 前記制御要素は、前記制御要素を制止状態に位置したとき、前記クラッチばねが 前記第１要素を把持する（支） のを解放するよう前記クラッチばねのそれぞれの第２端に接合しそして前記解除 状態における前記制御要素を再び配置することが前記第１および第２クラツチば ねの前記第１端と前記少なくとも１つの荷重面との間に再び順次に接合させるよ う相互に関して互い違いとなる円周位置にそれらの第１端を有する互い違いの面 を有する ことを特徴としたばねクラッチ。 ５、　前記第２要素は２つの荷重面を有し、前記少なくとも第１およびｇ２クラ ッチバネの各々の２つの端部は前記荷重面の対応する１つに接合でき、前記第１ 要素はいづれの方向にも回転でき、そしてばねクラッチは双方向形でちりかつ２ つ方向において対称的に作動することを特徴とする請求の範囲第４項に記載のば ねクラッチ。 ＆　入力ｇ素と円筒形出力要素と少なくとも第１および第２クラツチばねと固定 ハブとで構成され、前記固定ハブの外直径よυも僅少小さな内直径を有する前記 クラッチばねはら旋状に巻かれ、前記クラッチばねは前記固定ハブの回勺に配設 され、前記入力要素は前記出力要素に関して回動自在に設けられかつ第１および 第２方向へそれぞれ回転するよう第１および第２荷重面を有し、 前記出力要素は前記固定ノ・ブに関して回動自在に設けられ、かつ前記入力要素 の前記第１および第２荷重面の対応する１つに係合する第１および°第２荷重面 を有し、更に前記クラッチばねの各々の対応する端にそれぞれ接合する第１およ び第２ば゛ね接合節を有じ、一方のクラッチばねの２つの端間の円周方向間隔は 他方のクラッチばねの２つの端間の円周方向間隔と異なる ことを特徴とした双方向形ばねクラッチ。 Ｚ　前記入力および出力要素と前記クラッチばね端は入力要素の荷重面と出力要 素のばね接合節の両者を各クラッチばね端に同時に接合するのを防上するよう形 成