JPS63254233A - 回転駆動装置用の安全クラツチ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、互いに相対回動可能に支承されている駆動側
ハブ及び被動側ハブと、共回転するために前記両−・ブ
の夫々１つと結合された２つの噛合機構と、噛合位置で
両噛合機構を互いに連結しかつ伝達トルクに関連した軸
方向の解離力を生ぜしめる少なくとも１つの係止体と、
所定のトルクを上回ると解離力によって克服される連結
力を発生させるバイアス装置とを備えた形式のものに関
する。

〔従来の技術〕

西独国Ｄ−８７５１タラインヴアルシュタット在、フエ
ルテイグングステヒテク・ヴアルター・ハウナー社刊パ
ンフレットＮＯ，８３１２゜Ｐ、１４．　　シリーズＦ
Ｈｗ／ＢＡに開示されている前記形式の公知の安全クラ
ッチでは、両ハブはリング状端面を有し、両端面は共通
の平面内に位置しかつクラッチの回転軸線に対して半径
方向に延びる噛合部を有している。係止体として円筒転
がり体が設けられており、該円筒転がシ体はやはり半径
方向に配置されておシかつバイアス装置によって軸方向
に前記噛合部の方に向って負荷されている。

該バイアス装置には、皿ばねによってバイアスのかげら
れたリングが所属し、該リングに沿って係止体が転動す
ることができる。前記バイアスは、両・・プの内の一方
に螺合されたナツトによって調整され、該ナツトには皿
ばねが当てつけられている。同ハブは駆動側軸に直接固
定されるのに対して、他方のノ・ブは被動側軸に選択的
に直接にか又は弾性的な波形管を介して固定される。

スイス国ｃＨ−８０２９チューリッヒ在、ビンダー・ナ
ツト・ガイセルＡＧ社刊パンフレット、シリーズＳＩＫ
／ＺＦに開示されている前記形式の、やはり公知の別の
安全クラッチでは係止体としては、円筒転がシ体の代り
に球が設けられている。

西独国Ｄ−４６３０ボツフム在、機械製作所メニングホ
フＧｍｂＨ＆　Ｃｏ、Ｋ（）社刊パンフレットに開示さ
れている前記形式の別の安全クラッチでは噛合機構は、
ハース歯という名称でも知られている正面歯列として構
成されており、この場合各正面歯列の歯が係止体を成し
ており、該係止体は、その都度他方の正面歯列の歯溝に
係合する。両方の正面歯列をまとめようとするバイアス
装置としては、可動子を有する電磁石が設けられている
。

前記公知の安全クラッチすべてに共通なことは、係止体
が、所定のトルクを上回ると、常態では係合する単数又
は複数の噛合機構を超えてスリップすることである。こ
のトルクの大きさは噛合機構の形状（例えば噛合機構が
正面歯列の場合には歯面角）に関連すると共に、バイア
ス装置によって発生する軸方向連結力にも関連している
。

単数又は複数の噛合機構を超えて係止体がスリップする
場合でもトルクが伝達され、該トルクは、無視できるほ
ど小さくはない。そればかりか、前記スリップが比較的
長時間持続する場合には係止体と０ガ合機構が著しく摩
耗する。精精の処、電磁クラッチにおいて係止体がその
常態位置から離れると電磁クラッチへの給電が断たれる
ことによって、前記の不都合な摩耗が極力抑えられるに
すぎない。しかしながら電磁クラッチは、巻線とアーマ
チャの大きな慣性質量を避けることができないゆえに、
回転慣性質量を僅かにする必要のある適用例には適して
いない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、回転駆動装置用の安全クラッチを改良
し、しかも許容可能と看做される所定のトルクを超えた
場合に、該トルクに対比して著しく僅か々残余モーメ／
トしか伝達しないようにし、かつ両ハブの夫々と一緒に
回転する慣性質量が、同等の出力能の電磁クラッチに対
比して僅少であるように構成することである。

〔課題を解決するだめの手段〕

前記課題を解決する本発明の構成手段は、バイアス装置
が、係止体が係合しているあいだ入口から加圧流体の供
給されるシリンダ室を有し、前記係止体が一緒に軸方向
にシフトするために制御スライド弁と結合されてお９、
該制御スライド弁は、前記係止体が少なくとも部分的に
解離した場合に前記入口から前記シリンダ室を断って放
圧通路に接続する点にある。

連結力を発生させるための流体としては圧力空気を使用
することができ、これが有利なのは、シリンダ室の充填
体が、無視できるほど僅かな慣性質量しか有していない
からである。それのみならず空気の可縮性は、連結解離
時に必要な、制御スライド弁の初期運動を容易にする。

本発明の安全クラッチが、シリンダ室の半径方向外側を
制限しかつ制御スライド弁を、軸方向位置の固定された
クラッチ部分と連結している弾性的な波形管を有してい
る場合は特に有利である。このような波形管自体は、該
波形管によって取囲まれたシリンダ室の大きさに比して
僅かな慣性質量を有し、かつ単純な形式で例えば溶接に
よって、又は、質量の少ない構成部品例えば市販のクラ
ンプリングを用いて、制御スライド弁と、軸方向で定置
のクラッチ部分とに気密・液密に確実に固定することが
できる。

波形管は、安全クラッチによって伝達すべき全トルクで
負荷できるように構成されているのが殊に有利である。

従って波形管はばね鋼又は、高負荷可能な別の材料（不
銹鋼）から成る場合が特に有利である。

また波形管の一端が定置のクラッチ部分のフランジを介
して両ハブの一方に、また波形管の他端が制御スライド
弁のフランジに固定されているのが有利である。

更に又、係止体又は（複数の係止体を設けた場合には）
全係止体が両噛合機構の一方に一体成形されているのが
有利である。しかし又、冒頭で述べた２つの安全クラッ
チの場合のように、単数又は複数の係止体と各噛合機構
との間を実体的に分離することも可能である。

係止体（又は複数の係止体すべて）がばねによって、解
離する方向に常時負荷されており、かつ、シリンダ室の
無圧時には前記はねによって完全に解離状態に保たれる
のが有利である。

前記ばねは弾性的な波形管及び／又は特別のばねによっ
て構成されていてもよい。

またシリンダ室は、補助制御部材によシ制御されるバイ
パスを介して入口と連通可能である。

更に本発明の構成によれば制御スライド弁は、両ハブの
うちの一方のノ・ブの軸方向延長部の外周に沿ってガイ
ドされている管形ピストンであシ、かつ前記補助制御部
材は前記軸方向延長部の軸方向中心孔内でやはり軸方向
にシフト可能にガイドされている。

この場合補助制御部材は、軸方向延長部の自由端面から
軸方向に突出するプッシュボタンを有しているのが有利
である。

〔実施例〕

次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。

図示の安全クラッチは駆動側ハブ１０を有し、該駆動側
ハブはその軸線Ａに沿って一部中ぐシが施されておりか
つフランジ装置１２を介して公知型式の振子型伝動装置
（図示せず）の出力軸に固定されて該出力軸によって所
定角度だけ往復駆動される。駆動側ハブ１０の周面には
、２つの転がり軸受１４を介して被動側ハブ１６が回転
可能に支承されており、前記転がυ軸受は図示の例では
深溝玉軸受である。

被動側ハブ１６から半径方向外向きにレバー１８が張出
しており、該レバーは例えば公知型式の間欠作業式搬送
装置を駆動することができる。

駆動側ハブ１０は軸方向延長部２０を有し、該軸方向延
長部は端部近くに截頭円錐部分２２を有しかつ雄ねじ山
付きぎン２４で終っている。

截頭円錐部分２２０周面には、雄ねじ山付きピン２４に
螺合されるナツト２６によってディスク状のクラッチ部
分２８が固定されており、該クラッチ部分２８は半径方
向外向きに張出す７ランジ３０を有している。該フラン
ジ３０は前記軸方向延長部２０の円筒部分を制限し、該
円筒部分の外周に沿ってぎストン状の管形制御スライド
弁３２が軸方向に摺動可能である。

制御スライド弁３２は、フランジ３０から離反した方の
端部にフランジ３４を有している。

両フランジ３０．３４は、該両フランジに気密・液密に
固定された弾性的な波形管３８によって半径方向外側で
囲まれた円筒室３６を制限している。前記波形管３８は
軸方向では伸縮可能であるが、捩シ剛さを有しているの
で、フランジ３０と３４は相対的は軸線Ａを中心とする
回動を行うことができない。

図示の例では波形管３８はばね鋼から成シかつ各端部で
夫々固定特に溶接されたフランジ３０と３４との間の唯
一のトルク伝達継手を形成している。従って安全クラッ
チを負荷する全トルクは波形管３８を介して伝達されゐ
。

制御スライド弁３２のフランジ３４には噛合機構４０が
固定されており、該噛合機構の端面には複数の係止体４
２が形成されており、該係止体は直径方向の溝によって
互いに区切られている。駆動側ハブ１０に所属した該噛
合機構４０には相補的な対応噛合機構４４が軸方向で対
向し、該対応噛合機構４４は被動側ハブ１６に形成され
ている。

制御スライド弁３２はばね４６（つまり軸方向延長部２
０に巻掛けられたコイルはね）によって、第１図に示し
た位置から、第２図及び第３図に示したように、軸方向
では定位置のクラッチ部分２８に当接する方向に常時負
荷されている。等方向に解離力Ｂが作用し、該解離力は
、クラッチのトルク伝達時に係止体４２と対応噛合機構
４４との互いに接し合う傾斜側面において生じる。真直
な側面形状の場合、解離力Ｂはトルクに比例する。これ
に就いての詳細な説明は、すでに述べた先行技術から容
易に理解できることなので、ここでは省略する。

軸方向延長部２０は軸方向中心孔４８を有し、該軸方向
中心孔は内端では閉塞されておりかつぎストン状の補助
制御部材５０を受容している。

該補助制御部材５０の端部はプッシュボタン５２として
構成されており、該プッシュボタンは補助制御部材５０
の位置に応じて、程度の差こそあれ、軸方向延長部２０
の扁平な端面５４を超えて突出する。該端面５４には、
軸方向中心孔４Ｂに対して半径方向にずらして入口５６
が形成されており、該入口には可撓性の圧搾空気導管又
は圧力源導管が接続される。入口５６から、軸線Ａに対
して軸平行の通路５８が、軸方向中心孔４８とほぼ同じ
長さの部位まで内向きに延在している。

軸方向延長部２０は中域範囲に、軸方向相互間隔をおい
て配置されたリング状の６つのパツキン６０，６２．６
４を装着している。軸方向で見て内位のパツキン６０と
中位のパツキン６２との間には環状室６６が形成され、
中位のパツキン６２と軸方向で見て外位のパツキン６４
との間には環状室６８が形成されている。

環状室６６は前記軸平行な通路５８と常時連通しており
、かつ、第１図に示したクラッチ連結時には制御スライ
ド弁３２内の制御穴７０を介してシリンダ室３６とも連
通する。

シリンダ室３６は、特に軽い材料例えばプラスチックフ
オーム材から成る多孔質の充填体７２を有し、該充填体
は、シリンダ室３６の、流体で充填できる容積を減少さ
せるためのものである。

補助制御部材５０は広幅の環状溝７４を有し、クラッチ
の連結時又は解離時に、第１図及び第２図に示した静止
位置を補助制御部材５０が占めている限り、前記環状溝
７４は軸方向延長部２０内の放圧通路７６と連通してい
る。該放圧通路は、クラッチを空圧で作動する場合には
周辺大気に向って開口しているが、液圧で作動しようと
する場合には放圧通路７６を捕集タンクに接続する必要
がある。広幅の環状溝７４は、第１図のようにクラッチ
を連結した場合並びに第２図に示すようにクラッチを解
離した場合、軸方向延長部２０の半径方向孔７８を介し
てパツキン６２と６４との間の環状室６８と連通してい
る。

また補助制御部材５０は、軸方向で見て広幅の環状溝７
４の外側冨りに狭幅の環状溝８０を有し、該狭幅環状溝
は、第３図に示すようなりラッチ連結準備位置において
、軸方向延長部２０内の半径方向孔８２を介して軸平行
の通路５８をシリンダ室３６に接続する。

第１図に示したクラッチ連結位置を出発点とすれば、ク
ラッチがトルクで負荷を受けると、噛合機構４０の係止
体４２と対応噛合機構４４との互いに協働する傾斜側面
に解離力Ｂが生じ、該解離力ははね４６の力と相俟って
、制御スライド弁３２に作用する空圧又は液圧の連結力
Ｃよりも犬である。その結果制御スライド弁３２はクラ
ッチ部分２８に接近する。その際制御穴７０が中位のパ
ツキン６２を超えるので、シリンダ室３６は軸平行の通
路５８から遮断され、かつ環状室６８並びに広幅の環状
溝７４を介して放圧通路７６と連通せしめられる。

それに基づいてシリンダ室３６は急速に無圧に寿るので
、制御スライド弁３２は第２図に示すようにはね４６に
よってシフトされてクラッチ部分２８に当接する。今や
クラッチは完全に解離した状態にある。その場合補助制
御部材５０はその位置を変じることはない。それという
のは、軸方向中心孔４８が依然として、軸平行の通路４
８を介して入口５６と連通しており、従って、補助制御
部材５０を静止位置つまり軸方向で外冨りのストップ位
置に保つ圧力の作用下にあるからである。

クラッチを再び連結しようとする場合には、外力例えば
指圧力を加えることによってプッシュボタン５２が補助
制御部材５０に第３図の図示位置を占めさせるように押
込まれる。この押込み位置で補助制御部材５０は半径方
向孔７８と放圧通路７６との連通を断つ。これと同時に
補助制御部材５０は狭幅の環状溝８０を介して軸平行の
通路５８を半径方向孔８２と連通させるので、加圧流体
を入口５６からシリンダ室３６内へ流入させるバイパス
が生じる。これに基づいて再び連結力Ｃが生じ、該連結
力は制御スライド弁３２をフランジ３０から離間する方
向に移動させるので、噛合機構４０の係止体４２は再び
対応噛合機構４４に係合し、これによって駆動側ハブ１
０と被動側ノ・ブ１６は改めて互いに連結されることに
々る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の安全クラッチを軸方向に断面して６つの
異なった位置で示した斜視図であって、第１図は連結位
置を示す図、第２図は解離位置を示す図、第６図は解離
された連結準備位置を示す図である。 １０・・・駆動側ハブ、１２・・・クランプ装置、１４
・・・転がシ軸受、１６・・・被動側ハブ、１８・・・
レバー、２０・・・軸方向延長部、２２・・・截頭円錐
部分、２４・・・雄ねじ山付きピン、２６・・・ナツト
、２８・・・クラッチ部分、３０・・・フランジ、３２
・・・制御スライド弁、３４・・・フランジ、３６・・
・シリンダ室、３８・・・波形管、４０・・・噛合機構
、４２・・・係止体、４４・・・対応噛合機構、４６・
・・ばね、４８・・・軸方向中心孔、５０・・・補助制
御部材、５２・・・プッシュボタン、５４・・・端面、
５６・・・入口、５８・・・軸平行の通路、６０，６２
．６４・・・パツキン、６６．６８・・・環状室、７０
・・・制御穴、７２・・充填体、７４・・・広幅環状溝
、７６・・・放圧通路、７８・・・半径方向孔、８０・
・・狭幅の環状溝、８２・・・半径方向孔、Ａ・・・軸
線、Ｂ・・・解離力、Ｃ・・・連結力

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに相対回動可能に支承されている駆動側ハブ（
   １０）及び被動側ハブ（１６）と、共回転するために前
   記両ハブの夫々１つ（１０、１６）と結合された２つの
   噛合機構（４０、４４）と、噛合位置で両噛合機構（４
   ０、 ４４）を互いに連結しかつ伝達トルクに関連した軸方向
   の解離力（Ｂ）を生ぜしめる少なくとも１つの係止体（
   ４２）と、所定のトルクを上回ると解離力（Ｂ）によつ
   て克服される連結力（Ｃ）を発生させるバイアス装置と
   を備えた形式のものにおいて、バイアス装置が、係止体
   （４２）が係合しているあいだ入口（５６）から加圧流
   体の供給されるシリンダ室（３６）を有し、前記係止体
   （４２）が一緒に軸方向にシフトするために制御スライ
   ド弁（３２）と結合されており、該制御スライド弁は、
   前記係止体（４２）が少なくとも部分的に解離した場合
   に前記入口（５６）から前記シリンダ室（３６）を断つ
   て放圧通路（７６）に接続する、回転駆動装置用の安全
   クラッチ。 ２、クラッチ両部分を軸方向に相対移動可能に互いに連
   結する弾性的な波形管（３８）が設けられており、該波
   形管が、シリンダ室（３６）の半径方向外側を制限しか
   つ制御スライド弁（３２）を、軸方向位置の固定された
   クラッチ部分（２８）と連結している、請求項１記載の
   安全クラッチ。 ３、波形管（３８）が、安全クラッチによつて伝達すべ
   き全トルクで負荷される、請求項２記載の安全クラッチ
   。 ４、波形管（３８）がばね鋼又は、不銹鋼のような高負
   荷可能な他の金属から成つている、請求項２又は３記載
   の安全クラッチ。 ５、波形管（３８）の一端が定置のクラッチ部分（２８
   ）のフランジ（３０）を介して両ハブの一方（１０）に
   、また波形管（３８）の他端が制御スライド弁（３２）
   のフランジ （３４）に固定されている、請求項２から４までのいず
   れか１項記載の安全クラッチ。 ６、係止体（４２）が両噛合機構の一方（４０）に一体
   成形されている、請求項１から５までのいずれか１項記
   載の安全クラッチ。 ７、係止体（４２）がばね（４６）によつて、解離する
   方向に常時負荷されており、かつ、シリンダ室（３６）
   の無圧時には前記ばね （４６）によつて完全に解離状態に保たれる、請求項１
   から６までのいずれか１項記載の安全クラッチ。 ８、シリンダ室（３６）が、補助制御部材（５０）によ
   つて制御されるバイパス（８０、８２）を介して入口（
   ５６）と連通可能である、請求項１から７までのいずれ
   か１項記載の安全クラッチ。 ９、制御スライド弁（３２）が、両ハブの一方（１０）
   の軸方向延長部（２０）の外周に沿つてガイドされてい
   る管形ピストンであり、かつ補助制御部材（５０）が前
   記軸方向延長部（２０）の軸方向中心孔（４８）内でや
   はり軸方向にシフト可能にガイドされている、請求項８
   記載の安全クラッチ。 １０、補助制御部材（５０）が、軸方向延長部（２０）
   の自由端面（５４）から軸方向に突出するプッシュボタ
   ン（５２）を有している、請求項９記載の安全クラッチ
   。