KR830000933B1 - 클러치(Clutch)장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

클러치(Clutch)장치

제 1 도는 본원 발명을 구체화 한 클러치장치의 부분 종단면도.

제 2 도는 제 1 도 2-2선 부분 단면도.

제 3 도는 제 1 도 3-3선 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1) : 회전축 (12) : 구동클러치체

(14) : 요소(凹所) (15) : 피동클러치체

(18) : 요소 (19) : 토오크전달용구슬

(23) : 압축스프링 (25) : 잔류오목홈

(26) : 추력베어링 (26) : 윗쪽레이스

(27) : 선상체 (28) : 절결부

본원 발명은 예를들어 태핑머시인(tapping machine)의 토오크(torque) 절단기구부에 설치되고, 공구등의 피동측에 소정 이상의 부하가 가해졌을 때, 토오크의 전달을 자동적으로 차단하도록한 클 러치장치에 관한 것이다.

종래의 이 종류의 클러치장소로서는 예를들어 일본국 특허출원공고 소44(서기 1969)-3127호 공보에 표시되어 있는 바와 같은 구성의 것이 있었다. 이 종래의 클러치장치는 구동클러치체와 피동클러치체와의 서로 대향하는 면 사이에 토오크전달용 구슬을 위치시켜, 양 클러치체의 서로 대향하는 면에 토오크전달용 구슬을 유지하는 요소(凹所)를 각기 형성하고, 양 클러치체의 서로 대향하는 면중의 어느 한쪽에 토오크전달용 구슬의 잔류 오목홈(relief 홈)을 형성하고, 평상시에는 토오크전달용구슬이 양 클러치체의 요소에 유지된 상태로, 양 클러치체가 스프링 등의 누르는 수단의 작용에 의해 일체적으로 회전되어서 토오크를 전달하고, 피동클러치체에 소정 이상의 부하가 가해졌을 때에는 토오크전달용구슬이 한쪽의 클러치 체상의 잔류오목홈을 따라서 이동하여 다른쪽의 클러치 체상의 요소에서 이탈하여, 양 클러치체 사이에 있어서의 토오크의 전달을 차단하도록 되어 있다.

그런데, 이 종래의 클러치장치에 있어서는 피동클러치체에 소정 이상의 부하가 가해지고, 토오크전달용 구슬이 한쪽의 클러치체상의 잔류오목홈을 따라서 이동하여 다른쪽의 클러치체상의 요소에서 이탈했을 때에, 그 다른 쪽의 클러치체의 단면(端面)에 올라 앉도록 되어 있기 때문에, 이 상태에서 피동클러치체의 회전이 구속된 채, 구동클러치체만이 회전되면 상기 토오크전달용구슬과 다른쪽의 클러치체의 단면과의 사이에 상대운동이 생겨, 그 클러치체의 단면이 마멸하는 동시에 소음이 발생한다고 하는 결함이 있었다.

본원 발명은 상기와 같은 종래장치에 있어서의 결함을 해소하기 위해서 이루워진 것으로, 그 제 1 발명의 목적은 피동클러치체에 소정 이상의 부하가 가해지고, 구동클러치체와 피동클러치체의 서로 대향하는 면에 각기 형성된 요소에 유지되어 있는 토오크전달용 구슬이 양 클러치체의 서로 대향하는 면중의 어느 한쪽에 형성된 잔류오목홈을 따라서 이동하고, 다른쪽의 클러치체상의 요소에서 이탈했을 때, 그 토오크전달용 구슬에 압접할 수 있도록, 양 클러치체의 서로 대향하는 면의 다른쪽에 회전체를 회전 가능하게 설치함으로써, 피동클러치체의 회전이 구속된 채 구동클러치체만이 회전되어도, 양 클러치 사이에 있어서 토오크전달용 구슬이 회전체에 압접한 상태로 그 회전체와 일체적으로 상대회전되고, 토오크전달용구슬과 상대하는 클러치체의 단면의 마멸이나 소음의 발생을 확실하게 방지할 수 있는 신규의 클러치장치를 제공하는데 있다.

또, 본원 제 2 발명의 목적은 상기 제 1 발명에 있어서의 구동클러치체를 정역(正逆)회전 가능토록 하고 그 구동클러치체의 정회전시에 있어서 피동클러치체에 소정 이상의 부하가 가해지고 토오크전달용구슬이 잔류오목홈을 따라서 이동했을 때, 그 토오크전달용구슬이 회전체에 압접할 수 있도록 구성하고, 또한 상기 회전체와 회전체측의 사이에는 그 클러치체에 대한 회전체의 정방향으로의 상대회전을 허용하는 동시에 역방향으로의 상대회전을 저지하기 위한 일방향 클러치를 설치함으로써, 구동클러치체의 정회전시에 피동클러치체에 소정 이상의 부하가 가해졌을 경우에는 토오크 전달용구슬이 잔류오목홈을 따라서 회전체 위로 이동하고, 그 토오크 전달용 구슬과 상대하는 클러치체의 단면의 마멸이나 소음의 발생도 없으며, 토오크전달의 차단상태로 되며, 구동클러치체의 역회전시에는 일방향클러치의 작용으로토 오크전달용구슬이 잔류오목홈을 따라서 복귀 이동하고, 외부조작을 하등 필요로하지 않고 토오크의 전달상태로 자동적으로 복귀할 수 있는 신규의 클러치장치를 제공하는데 있다.

다음에 본원 발명을 태핑머시인의 클러치장치에 구체화한 일실시예에 의거하여 설명하면, 도면중(1)은 기틀(2)에 보올베에링(3)을 통해서 회전 가능하게 지지된 회전축이며, 그 대충 중앙에는 광폭상(廣幅狀)의 구동평기어(4)가 고착되는 동시에, 하단에는 워엄(도시하지 않음)이 설치 되어 있다. (5)는 상기 회전축(1)의 축선과 평행인 축선에 따라서 상하동 할 수 있도록 기틀(2)에 지지된 스핀들 슬리이브이며, 그 외주면에는 랙(rack) (도시하지 않음)이 설치되어 있다. (6)은 스핀들슬리이브(5)내에 보올베어링(7)을 통해서 회전 가능하게 지지된 스핀들이며, 그 상단에는 상기 구동평기어(4)에 맞물리는 종동평기어(8)가 고착되는 동시에 하단에는 나사탭을 착탈 가능하게 부착하기 위한 처크(chuck) (도시하지 않음)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 회전축(1)의 정역회전에 수반해서 구동평기어(4) 및 종동평기어(8)를 통해서 스핀들(8)이 정역전되는 동시에, 상기 워엄, 기어전달기구(도시하지않음) 및 랙을 통해서 스핀들슬리이브(5)가 상하동되고, 그 협동작용으로 스핀들(6)의 하단에 부착된 나사탭에 의해서, 피가공물에 미리 형성된 하공(下孔)에 대해서 나사절단이 행하여지도록 되어 있다.

(9)는 상기 회전축(1)의 상단에 있어서 베어링 메탈(10)을 통해서 상대 회전가능하게 또한 축선방향으로의 이동이 가능하게 지지된 풀리이며, 이 풀리(9)와 모우터축 위의 풀리(도시하지 않음)와의 사이에는 벨트(11)가 걸쳐지고, 정역회전이 가능한 모우터(도시하지 않음)의 구동에 수반하여 벨트(11)를 통해서 정역회전되도록 되어 있다. 그리고 상기 풀리(9)와 회전축(1)과의 사이에는 본원 발명을 구체화한 클러치장치가 설치되어 있으며, 그 클러치장치를 통해서 풀리(9)에서 회전축(1)에 회전토오크를 차단 가능하게 전달하도록 되어 있다.

상기 클러치장치의 구성을 상세하게 설명하면, (12)는 상기 회전축(1)의 주위에서 풀리(9)와 일체적으로 정역회전이 되도록, 4개의 볼트(13)에 의해서 그 풀리(9)의 하면 중앙부에 고착된 대충 원판상에 구동클러치체이며, 제 1 도 및 제 2 도에 나타낸 것처럼 그 하면에는 4개의 구면상(球面狀)의 요소(14)가 동일 원주상에서 등간격을 두고 형성되어 있다. (15)는 상기 구동클러치체(12)의 아래쪽에서 그 구동클러치체(12)와 서로 마주 향하도록 너트(16) 및 키이(17)에 의해 상기 회전축(1)에 일체 회전 가능하게 고착된 대충 원판상의 피동클러치체이며 제 1 도 및 제 3 도에 나타낸 것처럼 구동클러치체(12)와 서로 대향하는 상면에는 상기 요소(14)와 대응하는 4개의 구면상의 요소(18)가 동일원주상에서 등간격을 두고 형성되어 있다.

(19)는 상기 양클러치체(12), (15)의 서로 대향하는 면사이의 개재된 4개의 토오크전달용구슬이며, 그들의 상부 및 하부에 있어서 양 클러치체(12), (15)의 요소(14), (18)에 각기 끼울 수 있도록 되어 있다. (20)은 상기 회전축(1)상단의 나사부(21)에 회동조절이 가능하게 나사식으로 부착된 조절너트이며, 고정나사(22)에 의해 회전축(1)상의 소정 조절위치에 고정할 수 있도록되어 있다. (23)은 스프링워셔(Washer)(24)를 통해서 상기 조절너트(20)와 풀리(9)와의 사이에 개장된 누르는수단으로서의 압축 스프링이며, 조절너트(20)로 조절 설정된 스프링압력에 의해서 풀리(9)를 아래쪽으로 이동하도록 누르고, 상기 구동클러치체(12)를 피동클러치체(15)를 향해서 누르도록 되어 있다.

(25)는 상기 구동클러치체(12)의 하면에 형성된 4개의 잔류오목홈이며, 제 2 도에 나타낸 것처럼, 그들의 일단(25a)이 상기 요소 (14)에 각기 연통(連通)하고, 타단(25b)이 원주방향을 향해서 회전축(1)의 축선까지의 거리를 절차 감소하도록 설치되어 있다. (26)은 상기 피동클러치체(15)의 요소(18)의 내측에 있어서 그 피동클러치체(15)상면의 환상홈내에 설치된 추력베어링이며, 그 아래쪽의 레이스(26a)가 피동클러치체(15)에 고정되는 동시에, 윗쪽의 레이스(26a)가 피동클러치체(15)의 상면과 대충 동일 면상에 위치하여 그 피동클러치체(15)에 대해서 상대 회전할 수 있도록 되어있다. 그리고 이 실시예에 있어서는 상기 추력베어링(26)의 윗쪽에 레이스(26b)가 회전체를 구성하고 있으며, 제 2 도에 화살표(P₁)로 나타낸 상기 구동클러치체(12)의 정회전시에 있어서 피동클러치체(15)에 소정 이상의 부하가 가해지고, 각 토오크전달용구슬(19)이 잔류오목홈(25)을 따라서 일단(25a)측에 타단(25b)측에 이동했을 때, 그들 토오크전달용구슬(19)이 피동클러치체(15)의 요소(18)에도 이탈하여 상기 윗쪽 레이스(26b)의 상면에 압접하도록 되어 있다.

(27)은 상기 추력베어링(26)의 윗쪽 레이스(26b)내측에 위치하도록, 기단(基端)이 피동클러치체(15)상에 고정된 선상체이며, 제 3 도에 나타낸 것처럼 이 그 개방단이 윗쪽 레이스(26b)의 내주면을 따라서 원주방향으로 뻗어 있다. (28)은 상기 선상체(2)7와 함께 일방향클러치를 구성하도록 윗쪽 레이스(26b)의 내주면에 형성된 절결이며, 제 3 도에 화살표(P₁)로 나타낸 피동클러치체(15)에 대한 윗쪽레이스(26b)의 정방향으로의 상대회전시에는 절결부(28)가 선상체(27)의 개방단에 맞추어지지 윗쪽 레이스(26b)의 정방향으로의 상대회전을 허용하며, 또 동도면에 화살표(P₂)로 나타낸 윗쪽 레이스(26b)역 방향으로의 상대회전시에는 절결부(28)가 선상체(27)의 개방단에 맞추어져, 윗쪽 레이스(26b)의 역방향으로의 상대회전을 저지하도록 되어 어다.

상기한 바와 같이 구성된 태핑머시인의 클러치장치에 대해서 다음에 작용을 설명한다.

그런데, 제 1 도~제 3 도는 양 클러치체(12), (15)의 서로 대향하는 면사이에 계재된 토오크전달용구슬(19)이 양 클러치체(12), (15)상의 요소(14), (18)에 각기 끼워져 있는 클러치장치의 연결상태를 나타낸 것이다.

이 상태에 있어서 모우터(도시하지 않음)의 구동에 의해 밸브(11)를 통해서 풀리(9) 및 구동클러치체(12)가 정회전되면, 상기 토오크전달용구슬(19)을 통해서 피동클러치체(15)에 회전토오크가 전달되고, 그 피동클러치(15) 및 회전축(1)이 같은 방향으로 회전된다. 그 회전축(1)의 정회전에 수반해서 구동평기어(4) 및 종동평기어(8)를 통해서 스핀들(6)이 회전되는 동시에 위엄, 기어전달기구 및 랙(도시하지 않음)을 통해서 스핀들슬리이브(5)가 피가공물을 향해서 하강되고, 그 협동작용으로 스핀들(6)의 하단에 장착된 나사탭에 의해, 피가공물에 미리 형성된 하공에 대해서 나사절단이 행해진다. 그후, 상기 모우터의 회전이 역방향으로 절환되면, 양 클러치체(12), (15)를 통해서 회전축(1)이 역회전되고, 스핀들(6)이 상기의 경우와 반대방향으로 회전되는 동시에 스핀들슬리이브(5)가 상승되어서, 상기 나사랩이 피가공물에 형성된 나사공에서 빠져나와 나사절단 동작의 1사이클 종료한다.

한편, 상기 나사절단 동작중에 회전축(5)이 정회전에 수반하여, 스핀들(6)하단의 나사탭이 회전하면서 하강될 때, 예를들어 피가공물에 하공이 형성되어 있지 않고, 상기 나사탭이 피가공물에 닿음으로써 피동클러치체(15)에 소정 이상의 부하가 가해졌을 경우에는 그 피동클러치체(15)의 회전이 구속된 상태에서 구동클러치체(12)만이 제 2 도의 화살표(P₁) 방향으로 정회전되기 때문에 양 클러치체(12), (15) 사이에 개장된 토오크 전달용구슬(19)이 구동클러치체(12)하면의 잔류오목홈(25)을 따라서 그 일단(25a)쪽에서 타단(25b)쪽으로 이동하고, 제 3 도에 있어서 쇄선으로 나타낸 것처럼 피동클러치체(15) 상면의 요소(18)에서 이탈하여 추력베어링(26)의 윗쪽 레이스(26) 상면에 압접한다. 따라서 상기 구동클러치체(12)의 정회전에 수반해서, 토오크전달구슬(19) 및 추력베어링(26)의 윗쪽 레이스(26b)가 서로 압접한 상태에서 회전 구속상태에 있는 피동클러치체(15)에 대해서 정방향(P₁)으로 상대 회전되고, 그 피동클러치체(15)의 상면의 마멸이나 소음이 발생하는 일도 없으며, 양 클러치체(12), (15) 사이에 있어서 회전토오크의 전달이 차단되고, 상기나사랩의 절손이 방지된다.

그리고, 상술한 바와 같이 모우터의 회전이 역방향으로 절환되고, 구동클러치체(12)가 제 2 도의 화살표(P₂) 방향으로 역회전되면, 제 3 도에 나타낸 것처럼 일방향 클러체에 있어서의 윗쪽 레이스(26b) 내주면의 절결부(28)가 선상체(27)의 개방단에 유지되어서, 피동클러치체(15)에 대한 윗쪽 레이스(26b)의 역방향의 상대 회전이 저지되기 때문에 상기 토오크전달용구슬(P₂)이 잔류오목홈(19)을 따라서 그 타단(25b)측에서 일단(25a)측으로 복귀 이동하고, 제 3 도에 있어서 실선으로 나타낸 것처럼 피동클러치체(15)상면의 요소(18)에 유지된다. 따라서 외부조작이 하등 필요없이 양 클러치체(12), (15) 사이에서 회전토오크를 전달할 수 있는 상태로 자동적으로 복귀하고, 이 상태에서 회전축(1)이 역회전되어서, 스핀들(6) 하단의 나사이탭 회전하면서 피가공물과 닿은 위치에서 상승된다.

또한 본원 발명은 상기 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니며, 다음과 같이 구성하는 것도 가능하다.

(1) 누르는 수단의 작용에 의해, 피동클러치체(15)를 구동클러치체(12)를 향해서 누르도록 하는 것.

(2) 잔류오목홈(25)을 피동클러치체(15)쪽에 설체하는 동시에, 회전체를 구동클러치체(12)쪽에 설치하는 것.

(3) 잔류오목홈(25)을 그 타단이 원주방향을 향해서 회전축선까지의 거리를 절차 증가하도록 형성하고 회전체를 그 회전축쪽의 클러치체 상에 형성된 요소의 외측에 설치하는 것.

(4) 그밖에 구동클러치체, 피동클러치체, 토오크전달용구슬, 요소, 누르는 수단, 잔류오목홈, 회전체, 일방향클러치등을 본원 발명의 취지에서 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 구성하는 것.

또, 본원 발명은 상기 실시예에 있어서의 태핑머시인의 클러치장치에 각종 기계의 토오크전달기구부에 개장되는 클러치장치에 구체화해서 실시 할 수도 있다.

이상 상술한 바와 같이 본원의 제 1 발명은 피동클러체체에 소정 이상의 부하가 가해지고, 구동 클러치체와 피동클러치체가 서로 대향하는 면에 각기 형성된 요소에 유지되어 있는 토오크전달용구슬이 양 클러치체가 서로 대향하는 면중 어느 한쪽에 형성된 잔류오목홈을 따라서 이동하고, 다른쪽의 클러치체상의 요소에서 이탈했을때, 그 토오크전달용 구슬에 압접할 수 있도록 양 클러치체의 서로 대향하는 면의 다른쪽에 회전체를 회전 가능하게 설치함으로써, 피동클러치체의 회전이 구속된 채 구동클러치체만이 회전되어도 양클러체 사이에 있어서 토오크전달구슬이 회전체에 압접한 상태로 그 회전체와 일체적으로 상대회전되고, 토오크전달용구슬과 상대하는 클러치체의 단면의 마멸이나 소음의 발생을 확실하게 방지할 수 있는 뛰어난 효과를 얻는다.

또, 본원의 제 2 발명은 상기 제 1 발명에 있어서의 구동클러치체를 정역회전이 가능토록하고, 그 구동클러치체의 정회전시에 있어서 피동클러치체에 소정 이상의 부하가 가해지며, 토오크전달용구슬이 잔류오목홈을 따라서 이동 했을 때, 그토오크전달용구슬이 회전체에 압접할 수 있도록 구성하고, 또한 상기 회전체와 그 회전체의 클러치체와의 사이에, 그 클러치체에 대한 회전체의 정방향으로의 상대회전을 허용하는 동시에 역방향으로의 상대회전을 저지하기 위한 일방향 클러치를 설치한 것에 의해서 구동클러치체의 정회 전시에 피동클러치체에 소정 이상의 부하가 가해진 경우에는 토오크전달용 구슬이 잔류오목홈을 따라서 회전체상으로 이동하고, 그 토오크전달용구슬관 상대하는 클러치체의 단면의 마멸이나 소음의 발생도 없고, 토오크전달이 차단상태가되고, 구동클러치체의 역회전시에는 일방향클러치의 작용으로 토오크전달용 구슬이 잔류오목홈을 따라서 복귀 이동하며, 외부조작을 하등 요함이 없이 토오크의 전달상태에 자동적으로 복귀할 수 있다고 하는 뛰어난 효과를 얻는다.

Claims (1)

1. 일축선의 주위에 회전되는 구동클러치체(12)와 그 구동클러치체(12)와 상대해서 그 축선과 동일 축선의 주위에 회전 가능한 피동클러치체(15)와, 그 피동클러치체(15)와 상기 구동클러치체(12)와의 서로 대향하는 면 사이에 개재된 토오크전달용구슬(19)과 상기 양 클러치체(12), (15)의 서로 대향하는 면에 각기 설치되고 상기 토오크전달용 구슬(19)과 걸어 맞추는 요소(14), (18)와 상기 양 클러치체(12), (15)의 어느 한쪽이 다른 쪽을 향해서 이동되도록 누르기 위한 수단을 구비한 클러치장치에 있어서, 상기 양 클러치체(12), (15)의 서로 대향하는 면중 어느 한쪽에 있어서, 일단이 상기 요소(14), (18)에 연통하고 또한 타단이 원주방향을 향해서 상기 축선까지의 거리를 점차 증가 또는 감소하도록 설치된 잔류오목홈(25)과, 상기 피동클러치체(15)에 소정 이상의 부하가 가해지고, 상기 토오크전달용구슬(16)이 잔류오목홈(25)을 따라서 그 타단측에 이동했을 때, 그 토오크전달용구슬(19)에 압접할 수 있도록 상기 양 클러치체(12), (15)의 서로 대향하는 면의 다른쪽에 회전 가능하게 설치된 회전체를 설치한 것을 특징으로 하는 클러치장치.

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