JPS6034828Y2 - クラツチ・ブレ−キ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、入力回転部材から出力回転部材へのトルク
伝達を遮断すると同時に出力回転部材の回転を制動する
クラッチ・ブレーキ装置に関し、特に、芝刈機のような
動力によって駆動される切刃を備えた機械において、そ
の切刃にトルクの伝達・遮断と制動を与えるために、そ
の動力源の回転軸に軸装されるクラッチ・ブレーキ装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、回転切刃芝刈機に使用されるこの種装置としては
、例えば米国特許第４１４１４３鰐明細書に開示されて
いるように、回転軸に軸線方向可動に嵌装された出力回
転部材の半径方向フランジ部の一方の面を円板スプリン
グで押圧するとともに、その他方の面にそれと正対させ
たクラッチ板とブレーキ板とを同一平面上で同心状に配
置し、さらにそのクラッチ板の反出力回転部材側には入
力回転部材の半径方向フランジ部を正対させるとをもに
、前記ブレーキ板の反出力回転部材側には鋼球で作動す
るカム機構の環板を正対させ、それによってクラッチ板
とブレーキ板とが上記出力回転部材のフランジ部片面と
選択的に摩擦係合するように構成したクラッチ・ブレー
キ装置が知られている。

したがって、この装置では、前記出力回転部材のフラン
ジ部に対する前記ブレーキ板の押圧力がなくなると、前
記円板スプリングが前記出力回転部材のフランジ部と前
記クラッチ板に押圧して両者が互に摩擦係合している間
は、そのクラッチ板を介してトルクが入力回転部材から
出力回転部材へ伝達され、一方ボール式のカム作動機構
の一部をなす前記環板が、操作盤の回動に基く軸線方向
の移動によって、前記円板スプリングの押圧力に抗して
ブレーキ板を押圧移動させると、それによって前記出力
回転部材のフランジ部とクラッチ板との係合が解かれて
トルクの伝達が遮断されると同時に、そのフランジ部は
ブレーキ板と摩擦係合してその回転が制動される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この種のクラッチ・ブレーキ装置におい
ては、駆動トルクの伝達が、専ら前記円板スプリングの
押圧力によって生ずる出力回転部材のフランジ部とクラ
ッチ板との摩擦係合力に依存しているので、その出力回
転部材に固定されている刈刃で芝を刈っている場合に、
その刈刃が異物に当ったりして出力回転部材にかかる負
荷が急激に増大すると、そのフランジ部とクラッチ板と
の間にスリップを生じて、トルク伝達能力が低下したり
、あるいは断続的に出力して刈刃の安定した回転状態を
得ることができなくなるばかりでなく、このようなスリ
ップの発生はクラッチ板を急速に摩耗させ、それによっ
て長期にわたる安定したトルク伝達が得られない上に、
このような急激に増大した負荷にも耐える駆動トルクを
得るためには、弾発部材として使用されている前記円板
スプリングの押圧力を大きく設計する必要があり、そう
すると前記の過大な負荷がエンジン等の駆動側にも及ん
で、その耐用年数を短かくしてしまうという問題があっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は、このような問題点を解決するために考え出
されたものであって、回転軸２に一体回転可能に軸装さ
れるボス部８Ａと半径方向フランジ部８Ｂとを有する入
力回転部材８、その入力回転部材８のボス部８Ａ上また
は前記回転軸２上に空転自在に嵌装されるボス部１０Ａ
と半径方向フランジ部１０Ｂとを有する出力回転部材１
０、前記入力回転部材８のフランジ部８Ｂの外側に、こ
のフランジ部８Ｂと同心状に配置されるとともに、取付
は部材１６によって軸線方向の変位を自在とし、かつ円
周方向の変位を禁止されて支持さ°れた制動環板１４、
この制動環板１４および前記入力回転部材８のフランジ
部８Ｂに圧接するとともに、前記出力回転部材１０のボ
ス部１０Ａ端部に形成された歯部１１に嵌合されて、前
記出力回転部材１０と一体回転可能かつ軸線方向移動可
能に配置された環状摩擦板１２、半径方向内周部から外
周部へ向って次第に浅く形成させた複数個の傾斜溝２４
と、複数個の有底孔２６とを有し、かつ前記環状摩擦板
１２と前記出力回転部材１０のフランジ部１０Ｂとの間
に配置された環部材２３、この環部材２３の傾斜溝に組
込まれた鋼球２７、前記環部材２３の有底孔２６と前記
出力回転部材１０のフランジ部１０Ｂとの間に配置され
て、前記環状摩擦板１２を前記入力回転部材８のフラン
ジ部８Ａおよび前記制動環板１４に押圧する弾発部材２
５、前記回転軸２上に空転自在に嵌装された操作盤４と
、前記取付は部材１６の外周に設けられたばね１７によ
って前記操作盤４に対する圧接習性が与えられた前記制
動環板１４との間に組込まれたボール１９の円周方向の
移動によって、前記制動環板１４を軸線方向に移動させ
るボール式のカム作動機構４，１４，１６，１７゜１９
を備え、そのボール式カム作動機構４，１４．１６，１
７．１９の作動によって前記環状摩擦板１２が前記入力
回転部材８のフランジ部８Ｂおよび前記制動環板１４と
交互に摩擦係合し、それによってクラッチ係合状態また
はクラッチ解放・制動状態が得られるクラッチ・ブレー
キ装置に係わり、トルク伝達中には、出力回転部材の回
転によって生ずる遠心力を受けた鋼球が、傾斜溝内を半
径方向外方へ移動して楔状に作用する力を発揮し、弾発
部材と共同して環状振板を入力回転部材のフランジ部に
押圧することによって、出力回転部材に与えられる或限
度内の負荷変動に対しては、この鋼球の押圧力によって
環状摩擦板と入力回転部材のフランジ部との間の摩擦係
合状態を一層強固に保持してスリップの発生を防止する
とともに、この楔状に作用する力が失われるほど回転数
が低下する過大な負荷が出力回転部材に与えられたとき
には、上記の摩擦係合状態を瞬時に解除して異常な過負
荷運転を避けることができるこの種装置を提供すること
を目的としたものである。

〔実施例〕

ついで、この考案の装置を実施例により図面を参照しな
がら説明する。

第１図にはこの考案の装置の第１実施例を縦断側面図で
示しである。

図面に示したように、この考案の装置Ａは、芝刈機のエ
ンジンである回転機１の回転軸２にベアリング３を介し
て支持する操作盤４と、回転軸２にキー５で回り止め嵌
着し、ワッシャ６とボルト７で軸装された円筒状入力回
転部材８と、この入力回転部材のボス部８Ａにベアリン
グ９を介して空転自在に支持される出力回転部材１０と
を有してなる。

出力回転部材１，０は回転軸２に対して同心配置とする
とともに空転自在に支持するものであればよく、回転軸
２が長い場合には、直接回転軸２にベアリングを介して
支持してもよい。

前記出力回転部材１０はボス部１０Ａとフランジ部１０
Ｂとを有し、ボス部１０Ａの先端部分にはスプライン歯
部１１を形成し、またフランジ部１０Ｂには図示されて
いない芝刈機の刈刃がボルトで固定されるためのナツト
２８が固着しである。

スプライン歯部１１は、ボス部１０Ａの肉厚が薄い場合
、クラウン歯部としてもよい。

前記入力回転部材８のフランジ部８Ｂと出力回転部材１
０のフランジ部１０Ｂとの間にはフランジ部８Ｂに摩擦
接触自在の摩擦片１２Ａを有する環状摩擦板１２を同心
状に配置しである。

環状摩擦板１２は、前記スプライン歯部１１に噛合うス
プライン孔１３Ａを中心に形成した環状板１３に摩擦片
１２Ａを固着した部材であって、摩擦片１２Ａは内周寄
りのほぼ半部を前記フランジ部８Ｂに正対し、外周寄り
のほぼ半部を、回転軸２に対して同心状配置した制動環
板１４に正対させである。

制動環板１４は、二段円筒形のカバー１５を回転機１の
機枠ＩＡに固着する３等角度分割位置に配置の３本（１
本のみ図示）の取付は部材としてのボルト１６を案内と
して、軸線方向変位自在に、かつ円周方向の変位を禁止
されて支持されており、カバー１５との間に設けたばね
１７により常時前記操作盤４方向に正進しようとする習
性を与えられている。

前記操作盤４と制動環板１４とはボール保持用環状板１
８に取付けられたボール１９を介して互いに接触してお
り、これら操作盤４、制動環板１４およびボール１９に
より、ボール式のカム作動機構が構成されている。

ボール１９は、３乃至４等角度分割位置に設けてあり、
第２図に作動態様を拡大縦断側面図で示しであるように
、ボール１９は、操作盤４側に設けた傾斜底溝２０と、
制動環板１４側に設けた傾斜底溝２１との間に挾持され
ている。

傾斜底溝２０と２１は、底の傾きを互いに逆としてあり
、操作盤４に取付けた円弧状長孔２２ａが形成された操
作レバー２２（第１図参照）を芝刈機のバンドルの操作
により、操作盤４を所定小角度回転して、第２図に示す
よう傾斜底溝２０と２１の最深部側の端部２０ａと２１
ａの距離を大きく１にすると、ボール１９が傾斜底溝２
０と２１の浅い部分に接するようになって制動環板１４
が操作盤４から離れる方向に移動する。

また、第３図に作動態様を拡大縦断側面図で示しである
ように、傾斜底溝２０と２１の最深部側の端部２０ａと
２１ａの距離を小さく１′にすると、ボール１９が傾斜
底溝２０と２１の最深部に入って、操作盤４と制動環板
１４の距離が最小となる。

即ち、操作盤４の所定小角度切換回動により、操作盤４
と制動環板１４との距離が変化し、第２図と第３図によ
って明らかなように制動環板１４は軸線方向に必要変位
ｍだけ変位する。

一方、前記環状摩擦板１２の環状板１３と、出力回転部
材１０のフランジ部１０Ｂとの間の環状の空間部分には
環部材２３を嵌め込んである。

環部材２３は、一側端面２３ａを前記環状板１３に当接
し、他側端面２３ｂに、内周部寄りに深く、外周部寄り
に浅くなるようにした半径方向の傾斜溝２４を３乃至４
等角度分割位置に設けるとともに、これら傾斜溝２４の
間において弾発部材としての圧縮コイルばね２５を収納
する有底孔２６を傾斜溝２４と同数設けてあり、前記各
傾斜溝２４によって形成される空隙Ｓ内にはそれぞれ所
定径の鋼球２７を挿入しである。

圧縮コイルばね２５は環部材２３を押圧し、環状摩擦板
１２の摩擦片１２Ａを入力回転部材８のフランジ部８Ｂ
に摩擦接触させるに必要なばね特性をもつ圧縮コイルば
ねとする。

上述の構成からなるこの考案の装置は、芝刈機に備えら
れるハンドルとワイヤーを介して一体に回動操作される
操作盤４を回動して、第２図に示したように、ボール１
９が、傾斜底溝２０と２１の最も浅い部分に臨むように
すると、操作盤４から離れる方向に制動環板１４が押さ
れるので、環状摩擦板１２が圧縮コイルばね２５の弾発
的押圧力に抗して押され、入力回転部材８のフランジ部
８Ｂから離される。

この状態が、制動状態であり、第１図に全体を、また第
４図に一部を縦断側面図で示したように、入力回転部材
８から出力回転部材１０へのトルク伝達がしゃ断される
と同時に、出力回転部材１０が慣性により空転すること
なく停止される状態である。

この状態から、第３図に示すようボール１９を、傾斜底
溝２０，２１の最深部に位置させると、ばね１７に押さ
れている（第１図参照）制動環板１４が操作盤４方向に
移動し、同時に圧縮コイルばね２５により押されている
環部材２３が環状板１３を押すので、環状摩擦板１２は
制動環板１４の移動に伴い、軸線方向に移動して、第５
図に一部を縦断側面図で示しであるように、環状摩擦板
１２の摩擦片１２Ａが入力回転部材８のフランジ部８Ｂ
に圧接する。

ここで、前記ボール１９によって制動環板１４の変位量
ｍを十分に大きくしであるので、摩擦片１２Ａがフラン
ジ部８Ｂに圧接したのち、さらに制動環板１４が前記ば
ね１７の弾発力により操作盤４方向に移動し、環状摩擦
板１２より離間する。

即ち、環状摩擦板１２と一体に回動する出力回転部材１
０に対する制動状態が完全に解除され、同時に、前記圧
縮コイルばね２５の弾発力により環状摩擦板１２の摩擦
片１２Ａが入力回転部材８のフランジ部８Ｂに圧接して
入力回転部材８から出力回転部材１０ヘトルクが伝達さ
れる状態となる。

ここで圧縮コイルばね２５の押圧力は、入力回転部材８
と出力回転部材１０の初期トルクが得られるように設計
されている。

出力回転部材１０が回転されると、一体に回転する環部
材２３の傾斜溝２４の空隙Ｓ内にある鋼球２７も一体に
回転し、鋼球２７はその遠心力によって傾斜溝２４の浅
い部分、即ち外周寄り部分に移動して環部材２３をさら
に押圧し、それによって入力回転部材８と出力回転部材
１０の安定した駆動トルクが得られる。

また、回転中、刈刃にかかる負荷変動が生じ、回転数が
変化しても、その回転が所定値を下回らない限り、鋼球
２７は、外周部寄りに移動しようとする遠心力を受けて
いて楔状に作用し、つまり遠心力を受けている鋼球２７
の作用によって上記駆動トルクが得られているので、環
状摩擦板１２の摩擦片１２Ａと入力回転部材８のフラン
ジ部８Ｂとの摩擦係合力を保持する。

さらに、負荷が異常に大きくなって、出力回転部材１０
の回転を妨げるほどになれば、回転数が急激に落ちるこ
とにより瞬時に遠心力を失う鋼球２７が自由に傾斜溝２
４の空隙Ｓ内に移動できるようになって、楔状に作用す
る能力を失い、環状摩擦板１２の摩擦片１２Ａと入力回
転部材８のフランジ部８Ｂとの摩擦係合状態を解除する
ので回転機１に焼損事故を発生させるような過負荷運転
を避けることができるようになる。

第６図に要部の一部分を縦断側面図で示した第２実施例
は、環部材２３に設ける複数の傾斜溝２４を、環部材２
３の環状摩擦板１２側の端面２３ａに設けた点において
前記第１実施例と異る。

この場合、環部材２３を環状摩擦板１２の方向に押圧す
る圧縮コイルばね（第１図中に符号２５で示す）は、第
１実施例におけると同様、出力回転部材１０のフランジ
ＩＯＢとの間に設けてもよいし、環状摩擦板１２におけ
る環状板１３と環部材２３との間に設けるようにしても
よい。

さらに、前記傾斜溝２４は、環部材２３の両端面２３ａ
、２３ｂの双方に交互配置となるように設けてもよい。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、この考案は、操作盤の
所定小角度切換回動により入力回転部材と出力回転部材
とのトルクの縦断を図ることができるクラッチ機能と、
トルク伝達しゃ断と同時に出力回転部材の制動を図るこ
とができるブレーキ機能とを具備したクラッチ・ブレー
キ装置において、弾発部材が挿入される複数個の有底孔
と、鋼球が組込まれた複数個の傾斜溝とを形成させた環
部材を、環状摩擦板と出力回転部材のフランジ部との間
に配置して、その環部材の回転によって生ずる遠心力を
受けた鋼球が環部材を押圧して入力回転部材と出力回転
部材の駆動トルクを得るように構成したので、出力回転
部材回転中における負荷変動に際して、その負荷変動が
一定値以下であれば、環部材の傾斜溝内にある鋼球が遠
心力で外周部方向に移動した楔状に作用し、環状摩擦板
と入力回転部材のフランジ部との摩擦係合力を保持する
ので鋼球が遠心力を失うほどに急激に回転が低下しない
限り、負荷変動が生じても環状摩擦板と入力回転部材と
の間にスリップが生じないから、環状摩擦板の摩耗の回
避と、耐用年数の大幅な延長が可能となるとともに、長
期にわたって安定したトルク伝達・遮断および制動が可
能となり、また負荷が異常に増大して出力回転部材の回
転数が急激に低下した場合には、鋼状が楔状に作用する
能力を瞬時に失って環状摩擦板と入力回転部材のフラン
ジ部との摩擦係合状態を解除するので、回転機に焼損事
故を発生させるような過負荷運転を避けることができる
など優れた利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の装置の第１実施例を、トルク伝達し
ゃ断状態で示した縦断側面図、第２図はトルク伝達しゃ
断時のボール式カム作動機構のボールの状態を示す拡大
縦断側面図、第３図はトルク伝達時のボール式カム作動
機構のボールの状態を示す拡大縦断側面図、第４図はト
ルク伝達しゃ断時の要部の一部分を示す縦断側面図、第
５図はトルク伝達時の要部の一部分を示す縦断側面図、
第６図は第２実施例の要部一部分を示す縦断側面図であ
る。 図面において、Ａ・・・・・・この考案の装置、１・・
・・・・回転機、１Ａ・・・・・・本体、２・・・・・
・回転軸、３・・・・・・ベアリング、４・・・・・・
操作盤、５・・・・・・キー、６・・・・・・ワッシャ
、７・・・・・・ボルト、８・・・・・・入力回転部材
、８Ａ・・・・・・ボス部、８Ｂ・・・・・・フランジ
部、９・・・・・・ベアリング、１０・・・・・・出力
回転部材、ＩＯＡ・・・・・・ボス部、ＩＯＢ・・・・
・・フランジ部、１１・・・・・・スプライン歯部、１
２・・・・・・環状摩擦板、１２Ａ・・・・・・摩擦片
、１３・・・・・・環状板、１３Ａ・・・・・・スプラ
イン孔、１４・・・・・・制動環板、１５・・・・・・
カバー、１６・・・・・・ボルト、１７・・・・・・ば
ね、１８・・・・・・ボール保持用環状板、１９・・・
・・・ボール、２０．２１・・・・・・傾斜底溝、２０
ａ、２１ａ・・・・・・端部、２２・・・・・・操作レ
バー ２２ａ・・・・・・円弧状長孔、２３・・・・・
・環部材、２３ａ、２３ｂ・・・・・・端面、２４・・
・・・・傾斜溝、２５・・・・・・圧縮コイルばね、２
６・・・・・・有底孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転軸２に一体回転可能に軸装されるボス部８Ａと半径
   方向フランジ部８Ｂとを有する入力回転部材８、その入
   力回転部材８のボス部８Ａ上または前記回転軸２上に空
   転自在に嵌装されるボス部１０Ａと半径方向フランジ部
   １０Ｂとを有する出力回転部材１０、前記入力回転部材
   ８のフランジ部８Ｂの外側に、このフランジ部８Ｂと同
   心状に配置されるとともに、取付は部材１６によって軸
   線方向の変位を自在とし、かつ円周方向の変位を禁止さ
   れて支持される制動環板１４、この制動環板１４および
   前記入力回転部材８のフランジ部８Ｂに圧接するととも
   に、前記出力回転部材１０のボス部１０Ａ端部に形成さ
   れた歯部１１に嵌合されて、前記出力回転部材１０と一
   体回転可能かつ軸線方向移動可能に配置された環状摩擦
   板１２、半径方向内周部から外周部へ向って次第に浅く
   形成させた複数個の傾斜溝２４と、複数個の有底孔２６
   とを有し、かつ前記環状摩擦板１２と前記出力回転部材
   １０のフランジ部１０Ｂとの間に配置された環部材２３
   、この環部材２３の傾斜溝に組込まれた鋼球２７、前記
   環部材２３の有底孔２６と前記出力回転部材１０のフラ
   ンジ部１０Ｂとの間に配置されて、前記環状摩擦板１２
   を前記入力回転部材８のフランジ部８Ａおよび前記制動
   環板１４に押圧する弾発部材２５、前記回転軸２上に空
   転自在に嵌装された操作盤４と、前記取付は部材１６の
   外周に設けられたばね１７によって前記操作盤４に対す
   る圧接習性が与えられた前記制動環板１４との間に組込
   まれたボール１９の円周方向の移動によって、前記制動
   環板１４を軸線方向に移動させるボール式のカム作動機
   構４，１４゜１６．１７，１９を備え、そのボール式カ
   ム作動機構４，１４，１６，１７，１９の作動によって
   前記環状摩擦板１２が前記入力回転部材８のフランジ部
   ８Ｂおよび前記制動環板１４と交互に摩擦係合し、それ
   によってクラッチ係合状態またはクラッチ解放・制動状
   態が得られるクラッチ・ブレーキ装置。