JPS6165923A - クラツチ・ブレーキ装置 - 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】 本発明は複合クラッチ・ブレーキ装置に関し、さらに詳
和には、マシンプレス等に使用するためのクラッチ・ブ
レーキ装置に関するものである。

複合クラッチ・ブレーキ装置はマシンプレス等のような
機械を駆動したり制動するために一般に用いろれている
。この種の装置は通常、電気モータのような原動機によ
って回転されるフライホイールのような駆動部材と、プ
レスを往復駆動する比較的低回転慣性の被駆動軸と、前
記駆動部材と前記被駆動軸とを連結したり切りシｕした
りするための通常非保合状部にあるクラッチ板と、前記
静止部材と前記被駆動軸を連結したり切り離したりする
ための通常係合状態にあるブレーキ板と、前記クラッチ
板およびブレーキ板を交互に保合、非保合状態とするた
めの、オペレータ・アセンブリおよびピストン・アクチ
ュエータで構成されうる作動装置を具備している。プレ
スを循環作動（サイクル）させるためには、作動装置が
始動され、ブレーキを外し、クラ、チを入れて、被駆動
軸を静止部材から切り離しかつそれを駆動部材に連結す
る。上記作動装置はブレーキ板を係合させかつクラ、子
板を非保合状態にして被駆動軸を静止部材に連結しかつ
それを駆動部材から切り甜すようになされているから、
この作動装置の動作を停止すると、それによって上記プ
レスのｖａ環動作（サイクル）が停止される。

例えば設定時またはマシンが一度に一工程だけ循環動作
されるにすぎない場合には、マシン・サイクルの開始お
よび停止が頻繁に生しうる。このように始動と停止が頻
繁に行われると、クラッチ・ブレーキ装置、特にクラッ
チ板とブレーキ（反に摩耗を生しさせることになる。ま
た、クラッチを入れるたびに、回転エネルギーが駆動部
材から被駆動軸に伝えられ、それによって駆動部材が減
速されることになる。駆動機構は、駆動部材が減速する
たびに、それに蓄積された回転エネルギーをできるだけ
一定に保持するために、その駆動部材をもとの速度にも
どさなければならない、その結果、駆動機構の各始動／
停止サイクル時にエネルギーが消費される。

マシンサイクルの開始および停止によって生ずるエネル
ギー消費と摩耗を最小限に抑える１つの方法は、駆動部
材の実効質量を最大にし、被駆動軸の実効質量を最小に
するようにクラッチ・ブレーキ用部品を配列することで
ある。駆動部材の実効質量を最大にすると、それの実効
回転慣性が最大となり、従って、それの運動量が最大と
なる。

被駆動軸の実効質量を最小にすると、それの実効回転慣
性が最小となり、従って、その被駆動軸の加速および減
速に要するエネルギーの量が最小限に抑えられる。従っ
て、被駆動軸の加速および濾速時にクラッチ板およびブ
レーキ仮によって伝達されかつ消費されるエネルギーは
より少なくなければならないので、クラッチおよびブレ
ーキ板の摩耗が軽減される。また、駆動部材の運動量が
最大となされかつ被駆動軸の回転慣性が最小となされる
ので、クラッチ係合時における駆動部材の減速は最小限
に抑えられ、従って、原動機によって補給されるべきエ
ネルギーが最小限に抑えられる。

しかしながら、公知のクラッチ・ブレーキ”ＪｚＴｌは
このような構成を具備していない。すなわち、公知の装
置は、米国特許第３８３５９７１号のように被駆動軸の
実効回転慣性に付加するものであるか、あるいは米国特
許第３６３８７７３号のように駆動部材の回転慣性を最
大にする構成を欠如している。従って、被駆動軸の回転
慣性を最小にしかつ駆動部材の回転慣性を最大にするク
ラッチ・ブレーキ装置を提供することが望ましい。

本発明によれば、回転駆動される軸を駆動部材と静止部
材に交互に連結するためのクラッチ・ブレーキ装置が提
供される。この装置は、被駆動軸と静止部材に動作的に
連結された一組の互いにさし込まれた形態をなすブレー
キ仮と、被駆動！−１＋＃よび駆動部材に動作的に＆桔
された一組の互いにさし込まれた形態をなすクラッチ板
と、１つの軸線方向に移動されると、クラッチ板を保合
状態としかつブレーキ板を非保合状態とし、他の軸線方
向に＃Ｓ動されるとブレーキ板を保合状態としかつクラ
ッチ板を非保合状態とするオペレータ・アセンブリと、
クラッチ板とブレーキ板を交互に保合状態、非保合状態
にするようにオペレータ・アセンブリを移動させるアク
チュエータを具備している。アクチュエータはオペレー
タ・アセンブリのクラッチ・オペレータに連結されてお
り、そのアクチュエータとクラッチ・オペレータは両方
とも駆動部材と一緒に回転する。ブレーキ・オペレータ
は静止部材に対しては回転的に固定しており、かつ軸受
によってクラッチ・オペレータに連結されるが、その軸
受は、クラッチ・オペレータとブレーキ・オペレータを
回転的に互いに独立となし、軸線方向には一緒に移動す
るようにそれらの両オペレータを拘束する作用をする。

本発明によるクラッチ・ブレーキ装置では、被駆動軸上
に取付けられる質量が、その被駆動軸の回転慣性を最小
にするために、最小となされる。

また、駆動部材上に取付けられる質量はそれの実効回転
慣性を最大にするために、最大となされる。

それによって、本発明では、Ｎ！’７１部材に蓄積され
る回転エネルギーの量が最大となされ、かつ被駆動軸を
加速および減速させるためにその被駆動軸に伝達されか
つそれから伝達される必要のある回転エネルギーが最小
となされる。このことの効ψとして、クラッチ・プレー
−１−装置の工矛ルキー効率のよい動作が可能となりか
つ全５■動■措にわたって摩耗が軽残されることになる
。

本発明の目的は、被駆動軸、ち駆動部材および静止部材
間に構成要素の質量を効率的に分配するクラ、チ　ブレ
ーキ装置を提供することである。

本発明の他の目的はマシンプレス等の駆動機措における
エネルギー消費と摩耗を軽σｙするクラッチ・ブレーキ
装置を提供することである。

以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよう。

図面を参照すると、クラッチ・ブレーキ’ＡＷが全体と
して１０で示されており、この装２は、マノンフレーム
静止部材１３に関して回転するように転り軸受１２に承
支された被駆動軸１１を有している。この被’［Ｕ・エ
リ＋＠１１は、静止部材１３にボルトで取付けられかつ
ノール１５によってその軸１１に対してシールされた中
空の撓み軸支持体１４中を延長している。撓み軸支持体
１４は、スラストおよび軸方同荷重を担持しうる転り軸
受１７および１８上にフライホイール駆動部材１６を取
り付ける。これらの軸受には、図示された球軸受、テー
パ付きころ軸受、およびある種の流体力学軸受が含まれ
る。軸１７の内側レースに当接する縮み嵌めされたスペ
ーサ１９は、フライホイール駆動部材１６にボルトづけ
されたシール２０に係合する。全体として２１で示され
たハウジングは半径方向の空洞２２を画成しかつフライ
ホイール駆動部材１６にボルトづけされているとともに
○リングによってそれにシールされている。

被駆動軸１１は半径方向空洞２２内に入り込んでいて、
縮み嵌め、スプライン止め、ピン止め、キー付けあるい
はその他の方法によってスペーサ２４、ブレーキ被駆動
部材２５およびクラッチ被駆動部材２６に固着され、被
駆動軸１１に関して前記３つの部品が回転するのを阻止
する、スペーサ２４、ブレーキ被駆動部材２５およびク
ラッチ被駆動部材２６はすべて軸１１と一緒に回転する
ので、これらの部品のうちの２つ以上が単一のユニット
として一体に形成されうる。軸線方向に整列した油路２
７および２８がブレーキおよびクラッチ被駆動部材２５
および２６をそれぞれ貫通し、穴２９によって第１の組
のブレーキ板３０および第１の組のクラッチ板３１と流
体連通している。

ブレーキ板およびクラッチ板３０および３１は所要のね
しり荷重を伝達するのに通した材料で形成されており、
かつブレーキおよびクラッチ被Ｉ！ｌｖ動部材２５およ
び２６に軸線方向にスプライン付けされており、このス
プライン付けにより、ブレーキおよびクラッチ板３０お
よび３Ｉは、それらの各ブレーキおよびクラッチ被駆動
部材２５および２６に関し、軸線方向には移動できるが
回転することはできない、被駆動軸１１にはボルト３３
によって端板３２が取付けられており、この・端板はク
ラッチ被駆動部材２Ｇの端部に当接してスペーサ２４と
）゛レーキおよびクラッチＩＴｔＳ区手力部十第２５お
よび２６に軸線方向の圧縮力を印加し、被駆動軸１１に
関しておよび相互に関して前記３つの部品が移動するの
を確実に防止する。スペーサ２４および／またはブレー
キおよびクラッチ抜駆＋ｈ部材２５および２６が前述の
ように単一のユニットとして形成されている場合には、
軸１１はクラッチ被駆動部材２６の端部を若干過ぎて延
長されることができ、かつそのクラッチ被駆動部材２６
の端部の近傍において軸ｌｌ上にスナップリングが取付
けられうる。特にこのような（，１成はブレーキおよび
クラ７チ被駆動部材２５および２６を軸１１上に保持す
るのにも十分であろう。

撓み軸支持体１ｉは半径方向空洞２２内に若干入り込ん
でおり、かつキャップねし３５　（破線で示されている
）によって原状取付部材３４にボルトによって取付けら
れている。取付部材３４は軸受１８の内側レースを当接
する環状ランド３６ををする。取付部材３４はまた、取
付部材３４とブレーキ被駆動部材２５との間の間隙をシ
ールするための親密な走行シール部分３７ををしており
、かつそれ自体と軸１１との間にシール３８を取付ける
。シール部分３７は一連の隆起を存しており、これらの
隆起はブレーキ被駆動部材２５の軸線方向に延長した部
分と協働してノールを与えるとともに、油路２７および
２８と流体ｌ！通したマニホルド室４１を形成する。取
付部材３４の外周面上にはパイロット・チューブ・オイ
ル・ピックアップ４２が取付けられ、かつ取付部材３４
における適当な油路（図示せず）によってマニホルド室
４１と流体連通している。

取付部材３４は軸線方向に延長したセグメント状スリー
ブ部分４３を半径方向に外側の周囲に存している。セグ
メント状スリーブ部分４３の面には第１の環状す゛／グ
部材４４がボルトづけされている。適当な材料で形成さ
れた第２の組のブレーキ仮４５が第１の組のブレーキ仮
３０と互いに差し込まれた形で配置されかつリング部（
第４４の内周面に軸線方向にスプラインづけされ、軸線
方向には自由に移動できるが回転することはできないよ
うになされている。スリーブ部分４３とは反対側のリン
グ部材４４の端部に環状ブレーキ板止め４６がボルトづ
けされていて、第２の組のブレーキ仮４５の取付部材３
４とは反対側の端部のものに当接する。

ハウジング２１は、半径方向内方に延長したフランジ４
日を存する外側ハウジング４７と、この外側ハウジング
４７にボルトづけされかつソールされたシリンダ・ハウ
ジング４つを含んでいる。

仏放敗のための表面積を大きくするために、外側ハウジ
ング４７とシリンダ・ハウジング４９との両方にリブ５
０および５１が設けられている。

フランジ４８の軸方向に外側の面には第２の環状リング
部材５２がボルトづけされている。第１の咀のクラッチ
仮３１に対して、適当な材料で形成された第２の組のク
ラッチ仮５３が互いに差し込まれた形で配置され、かつ
第２のリング部材５２の内周面に軸方向にスプラインづ
けされ、第２のリン、グ部材５２に関して軸線方向には
移動できるが回転することはできないようになされてい
る。

フランツ４８の半径方向に内（！ｌｌｌの周面が第２の
組のクラッチ牟反５３のうちのフランジ４８に隣接した
端部のものに当接する。

シリンダ　ハウジング４９の右側端部におけるクノブ付
き穴５５内に回転シール・インレット５４が穿入され、
かつシリンダ・ハウジング４９の内壁における凹部によ
って画成された同軸状のフランジ５６と流体連通してい
る。ピストン５７の形嘘をしたアクチュエータがシリン
ダ５６内におけるすべての動作位置を通って自由に摺動
可能であり、かつそのフランジ５６にＯリング・ソール
によって射出されている。アクチュエータ５７の外側面
には凹状となされておりかつ環イＪコの弾ｉ土バッド５
９を取付けており、この弾性パフ１’５９は全体として
６０で示されているオペレータ・アセ／ブリの一端に当
接するや オペレータ・アセンブリ６０はクラッチ・オペレータ６
１を存しており、このクラッチ・オペレータ６１は環状
のクラッチ係合アーム６２と、１Ｍ数の第１のリンク・
ロンドロ３と、原状の第１の軸受部材６４を含んでいる
。上記オペレータ　アセンブリはまたブレーキ・オペレ
ータ６５を存しており、このブレーキ・オペレータ６５
はｔ２状の第２の軸受部材６６と、複数の第２のリンク
　ロノド６７と、環状ブレーキ係合アーム６日を含んで
いる。スラスト荷重を伝達しうる転り軸受６９がクラッ
チ・オペレータ６１をブレーキ・オペレータ６５に連結
する。クラッチ係合アーム６２は、弾性パッド５９に当
接した面とは反対側におけるクラッチ保合面７０と、す
べての動作位置において第２のリング部材５２をクリア
するのに十分な凹部７１を有している。第１のリンク・
ロッド６３は第２のリング部材５２およびフランジ４８
における軸線方向に整列された穴７２および７３を貫通
している。ロッド６３と第２のリング部材５２の間のブ
ッシング７４はロッド６３が軸線方向に摺動できるよう
にする。穴７３はロッド６３とフランジ４８との間に間
隙を与える寸法となされている。ロフト６３の端部はフ
ランジ４８から突出し、複数の平頭ねしまたは他の適当
な手段によって第１の軸受手段６４に固着されている。

第１のリンク・ロッド６３の反対端はナンドまたは他の
適当な手段によってアーム６２に固着されている。

フランジ４８と軸受部材６４との間の距離は、オペレー
タ・アセンブリ６０かすべての動作位置を通って刺＋ｓ
ｊ＋；方向に自由に移動できるようにする。

軸受部材６４はブノノノグ７６上に承支されて昌で、ブ
レーキおよびクラッチ被ＫＪ　９ｈ部材２．５および２
６に関して回転と軸線方向の移動をなしつる。

フラノチン皮駆（山部材２６におけるブヘ７７と１ｍ４
大チヤンスルア８およびブ、ノングア６８こおける穴７
（」は油路２８と流体連通している。軸受６９の内…！
ル−スは軸受部材６４の半径方向に外側の周面における
凹部内に取付けられかつスナップ・す／グ８０によって
軸線方向に拘束されている。

軸受６９の外側レースは第２の軸受部材６６の半径方向
に内側の周面における凹部内に取付けられ、かつスナッ
プ・リング８１によって軸線方向に拘束されている。第
２のリンク・ロッド６７も同様に適当な手段によって第
２の軸受部材６６とブレーキ係合アーム６８のフィンガ
８２に固着される。フィンガ８２は等しく離間されかつ
取付部材３４のセグメント状スリーブ部分４３における
凹部内に受容されている（第３図参照）、リンク・ロッ
ド６７はブレーキ板止め４６と第１のリング部材４４に
おける軸線方向に整列された穴８３および８４を貫通し
ている。ロッド６７と第１のリング部材４４の間のブッ
シング８５はロッド６７が軸線方向に摺動できるように
する。六８３はロアドロアとブレーキ板止め４６との間
に間隙を与える寸法となされている。ブレーキ板止め４
６と第１および第２の軸受部材６４および６６との間の
距離は、オペレータ・アセンブリ６０がすべての動作位
置にわたって自由に移動できるように選定されている。

ブレーキ係合アーム６８は、すべての動作位置において
第１のリング部材４４をクリアするのに十分な凹部８６
と、ブレーキ仮止め４６とは反対側における第２の紐の
ブレーキ板４５の端部におけるブレーキ板に隣接したブ
レーキ係合面８７を有している。ブレーキ係合アーム６
８から取付部材３４までの距離は、すべての動作位置に
おいてアーム６８が取付部材３４に当接しないようにす
るのに十分である。六８９および９０内において取付部
材３４とブレーキ係合アーム６８との間に設けられた？
Ｉ　Ｗ＆の圧縮ばね８８がオペレータ・アセンブリ６０
をｒＪｉ４倚して、第１および第２の組のブレーキ＃ｆ
３０および４５を通常係合状態とし、かつ第１および第
２の組のクラッチ板を通常非保合状態とする。

動作時には、フライホイール駆動部材１６が電気モータ
（図示せず）のような原動機によって駆動され、そのフ
ライホイール駆動部ｔオＩ６は、比較的大きいＷｍを有
しているので、相当な回転エネルギーを’Ｔｔ＃Ｉ１１
する。ハウジング２１、ピストン・アクチュエータ５７
、第２のリング部材５２、第２の組のクラッチ仮５３お
よびクラ、す　オペレータ６１がすべてのフライホイー
ル［１部材１６と一緒に回転して、そのフライホイール
駆動部材の質量とそれに蓄積された回転エネルギーとに
実効的に付加する。ブレーキ　オペレータ６５は１ｇみ
軸支持体３４に対して、従って静止部材１３に対して静
止しており、オペレータ　アセンブリ６０とピストン・
アクチュエータ５７は被駆動軸１１と一諸に回転しない
。このような構成は、フライホイール駆動部材１６の実
効回転運動量を最大にし、かつ被駆動軸１１の実効回転
慣性を最小にする点で存利である。

クラッチ・ブレーキ装置が第１図に示されている通常の
ブレーキ状態にあるとして、外部圧力源Ｃ図示せず）か
らの圧力流体が回転シール・インレットを通してノリン
ダ５６内にぶ入されると、それがピストン・アクチュエ
ータ５７に作用してオペレータ・アセンブリ６０をフラ
イホイールの方へと第１の軸線方向に押しやり、クラッ
チ板３１および５３を係合状態にし、ブレーキ板３０お
よび４５を非係合状肪にする。フライホイール駆動部材
１６の実効回転運動■が最大となるので、クラッチ係合
時のフライホイール１６の濾速は最小となり、また被駆
動軸１１の実効回転慣性が最小となるので、被駆動軸１
１を加速するためにクラフチ板３１および５３によって
伝達される必要のあるエネルギーは最小となる。同様に
、流体圧力が緩和されると、ばね８８がオペレータ・ア
センブリを上記第１の軸線方向とは反対の第２の軸線方
向に押しやり、ブレーキＦＥ３０よ３よび４５を係合状
態にし、クラッチ板３１および５３を非係合状１ｍにす
る。被駆動軸１１の実効回転４ｎ性は最小となるので、
軸１１を停止するまで濾速するためにブレーキ板３０お
よび４５によって放ｔｉ′１されろ必要のある回転エネ
ルギーが最小となる。

半径方向の空洞２２は液密状態にあるから、冷却および
潤滑用オイルを充満されつる。パイロット・チューブ・
ピックアップ４２は回転方向とは逆方向を向いており、
回転オイルの動圧および遠心圧力を完全に利用し、マニ
ホルド室４１．油路２７および２８、穴２９．７７およ
び７９、環状チャンネル７Ｂを含む適当な油路を通して
油をブレーキ板およびクラッチ板ならびにブ７ンング７
６に送って、相加的な冷却および潤滑効果を与える。

油路９１および９２はフライホイール１６と１皇み軸支
持体１４にそれぞれ設けられていて、軸受１７および１
８におよびそれらの軸受からオイルを与える。Ｊ当な油
路９３は外部供給源へのおよびそれからの油の流れを与
えることができ、パイロット・チューブ・ピックアップ
４２およびマニホルド室４１に連通し、外部冷却を必要
とする場合にブレーキ動作時およびクラッチ動作によっ
゛て発生される極端な熱を逃してやる助けをする。

本発明の種々の変形変更が当業者には明らかとなるであ
ろう。−例としては、第１図の実施例におけるピストン
・アクチュエータを作動させるために用いられる流体は
オイルである必要はなく、外部圧力源によって供給され
るエアであってもよい。他の例が第２図に示されており
、この場合には、オペレーク・アセンブリは流体圧力に
よってではなく、電気的にトリガーされる。ソレノイド
・アクチュエータ９４または他の適当な電気的アクチュ
エータが穴９５内に螺入され、ハウジング２１と一緒に
回転する。アクチュエータ９４は回転コネクタ９６と、
プランジャ９７を有しており、そのプランジャ９７はア
クチュエータ・ディスク９８に螺入され、ロック・ナツ
ト９９によって所定の位置にロックされる。０リング・
シール１００はオイルがアクチュエータ９４内にリーク
するのを防止する。アクチュエータ９４が付勢されると
、アクチュエータ・ディスク９８がオペレータ・アセン
ブリを第１図のピストン・アクチュエータと同じ態様で
第１の軸線方向に移動させる。

当業者に明らかとなるであろうにろの他の変形例では、
オペレータ・アセンブリ６０が第１または第２の方向に
ばね偏倚され、流体圧力によりまたは電気的にあるいは
他の方法で反対方向に移動されるようになされうる。ま
た、オペレータは流体圧力により、電気的にあるいは他
の方法によって両方向に移動されるようになされてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるクラッチ・ブレーキ装置の一部断
両立面図、第２図は本発明の電気的に作動される実施例
を示す断片的な立面図、第３図は第１図の線３−３の平
面から見た第１（２１のクラッチ・ブレーキ装置の断面
図である。 図面において、１０はクラッチ・ブレーキ装置、１１は
被駆動軸、１６はフライホイール駆動部材、３０．４５
は）゛レーキ参反、３１．５３はクラノチ（反、６０は
オペレータ・アセンブリをそれぞれ示す。 特許出願人　インダストリアル　クラノチコーボレイ／
ヨン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転駆動される被駆動軸を駆動部材と静止部材に交
   互に連結するクラッチ・ブレーキ装置であって、前記被
   駆動軸と前記駆動部材にそれぞれ動作的に連結されたク
   ラッチ板と、前記被駆動軸と前記静止部材に交互に動作
   的に連結されたブレーキ板と、ブレーキ・オペレータが
   第２の軸線方向に移動される場合に前記ブレーキ板を互
   いに押しつけるクラッチ・オペレータと、前記第１およ
   び第２の軸線方向のうちの少なくとも１つの方向に前記
   クラッチ・オペレータと前記ブレーキ・オペレータを移
   動させるアクチュエータを具備したクラッチ・ブレーキ
   装置において、 前記クラッチ・オペレータは前記駆動部材と一緒に回転
   するように連結されており、 前記ブレーキ・オペレータは前記静止部材に対して回転
   的に静止しているように連結されており、前記アクチュ
   エータは前記駆動部材に連結され、前記アクチュエータ
   と前記クラッチ・オペレータが前記駆動部材の実効回転
   慣性に付加し、前記ブレーキ・オペレータは前記被駆動
   軸の実効回転慣性に付加しないようになされていること
   を特徴とするクラッチ・ブレーキ装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のクラッチ・ブレーキ装
   置において、前記クラッチ・オペレータとブレーキ・オ
   ペレータをそれらが前記アクチュエータによって移動さ
   れる方向とは反対の方向に偏倚させる手段をさらに具備
   している前記クラッチ・ブレーキ装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載のクラッチ・ブレーキ装
   置において、前記クラッチ・オペレータとブレーキ・オ
   ペレータを、それらが回転的には独立であるが軸線方向
   には一緒に移動するように拘束した状態で連結する軸受
   手段をさらに具備している前記クラッチ・ブレーキ装置
   。