JP2007192295A

JP2007192295A - 自動離合クラッチ機構

Info

Publication number: JP2007192295A
Application number: JP2006010856A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Minamibayashi; 正南林
Original assignee: TOYO ZENMAI KK
Current assignee: TOYO ZENMAI KK
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】ハンドル等の駆動側に駆動のためのトルクが加われば、自動的にクラッチが連結する、自動離合クラッチ機構を提供する。
【解決手段】同軸上において駆動軸に駆動プレートを、被動軸に被動プレートを取り付け、駆動プレートの前後動によりクラッチの離合を可能にしたクラッチ機構において、そのうちの駆動プレートについては、駆動軸に前後スライド可能に嵌まるとともに後退方向へ常時付勢される押しブッシュを設け、該ブッシュの内周面と、駆動軸の外周面とのいずれか一方に斜めの傾斜溝を形成し、他方には傾斜溝に係合する案内突子を設け、また、押しブッシュに対する駆動軸の回転に伴う傾斜溝と案内突子との位置関係の変化により押しブッシュが前進するようにして、駆動プレートを直接または間接的に被動プレートに圧接させ、双方の位置関係が固定することにより、駆動軸と共に押しブッシュが一体に回転するように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、ハンドル等による駆動軸の回転、停止操作の他に特別にクラッチ切り換え操作を要せずして、駆動側から被動側へのトルク（回転力）の伝達および遮断がなされるようにした自動離合クラッチ機構に関する。

クラッチは、同心軸上にある駆動側から被動側へ機械的接触によりトルクを伝達したり遮断したりする機能を有す機械的要素である。従来、その伝達および遮断の構造、つまりクラッチ構造は、摩擦やかみ合いによるが、クラッチ切り換え操作の動力には、機械、油圧、空圧、電磁等の力が駆動側のトルクとは別系統として設けられる。そこで、例えば、駆動側のハンドル軸から被動側の主軸に動力を伝達および遮断（離合）するには、ハンドル操作とは別に、クラッチ切り換えの操作を要し、そのため二重操作となって面倒であり、場合によっては危険を避けるのに遅れが生じるという問題があった。

これを例えばある機械をハンドル操作する場合について見ると、主に安全を目的として、ハンドル軸と主軸とを離合するクラッチ機構が存在するが、それを操作するには、（１）ハンドルを押し（引き）ながら回す、（２）レバー操作でクラッチを離合するというように、操作が複雑であって不馴れであるとタイミングが合わなく不都合であり危険な場合があった。

この発明は、上記のような実情に鑑みて、ハンドル等の駆動側に駆動のためのトルクが加われば、自動的にクラッチが連結し、トルクを加えることを止めると、自動的にクラッチが切り離れる自動離合クラッチ機構を提供することを課題とした。

上記の課題を解決するために、この発明は、同軸上において駆動軸に駆動プレートを、被動軸に被動プレートを取り付け、駆動プレートの前後動によりクラッチの離合を可能にしたクラッチ機構において、そのうちの駆動プレートについては、駆動軸に前後スライド可能に嵌まるとともに後退方向へ常時付勢される押しブッシュを一体に設けることによりそれを介して取り付けがなされ、加えて、押しブッシュの内周面と、駆動軸の外周面とのいずれか一方に斜めの傾斜溝を形成し、他方には傾斜溝に係合する案内突子を設け、また、押しブッシュに対する駆動軸の回転に伴う傾斜溝と案内突子との位置関係の変化により押しブッシュが前進するように傾斜溝の傾斜方向が設定されており、押しブッシュの前進により駆動プレートを直接または間接的に被動プレートに圧接させて押しブッシュの前進が停止したとき、その前進停止で傾斜溝と案内突子との位置関係が固定することにより、若しくは、傾斜溝の終端部に案内突子が接合停止して双方の位置関係が固定することにより、駆動軸と共に押しブッシュが一体に回転するように構成したことを特徴とする自動離合クラッチ機構を提供するものである。
（作用）

自動離合クラッチ機構を上記のように構成したから、駆動軸を回転すると、それが１ないし数個のフリクションローラ等の抵抗で（請求項２）静止している押しブッシュに対して回転するために、双方に設けられる傾斜溝と案内突子との前後方向の位置関係が変化することになる。この変化が押しブッシュの前進として現れるように、傾斜溝の傾斜方向が設定されているものであるから、押しブッシュの前進によりそれと一体の駆動プレートが被動プレートで止められると、クラッチが連結した状態となるのであるが、駆動プレートの停止により、若しくは、案内突子が傾斜溝の終端部に達したことにより、傾斜溝と案内突子との位置関係が固定したために駆動軸と押しブッシュとの双方間も固定する。つまり、クラッチの連結と同時に駆動軸と押しブッシュとが一体に回転する状態が実現する。こうして、駆動軸のトルクは、押しブッシュ、駆動プレート、被動プレートを介して被動軸に伝達されることになる。

また、押しブッシュの前進は、付勢力に抗してなされるため、駆動軸の回転を止めてフリーの状態にすると、傾斜溝と案内突子との係合関係もフリーとなって、付勢力で元の位置関係に復帰し、復帰により駆動プレートが後退してクラッチの結合が解除される。

以上説明したように、この発明は、ハンドル等の駆動側にトルクとして駆動軸の回転があると、別途操作を要することなく自動的にクラッチが連結し、トルクとしての駆動軸の回転を止めてフリーにすると、自動的にクラッチが切り離れる自動離合クラッチ機構を提供することに成功したものであって、これによれば、クラッチを要する各種機械や装置において、取り扱いや操作が容易となり、クラッチの切り替えに遅れや誤操作が生じなく、安全性にも適しているという優れた効果がある。

また、請求項２によれば、ハンドル操作だけでクラッチの切り替えと同時にトルクの伝達をなすことができ、しかも、これが１ないし数個のフリクションローラにより確実となる。

次に、この発明による自動離合クラッチ機構の実施形態を図面に基づいて説明する。

図面は、ハンドル３により回転される駆動軸１と、その力を別途機械的に利用する主軸としての被動軸２との間の離合（連結／遮断）として実施した場合である。そして、クラッチ機構の駆動側は、後に具体的に説明するように、傾斜溝４と案内突子５との係合により作動し、ハンドル３の駆動回転力と、それに抗する付勢バネ６の力との競合により交互に離合するように構成される。なお、駆動軸１から被動軸２側への方向Ｐを前、その逆を後ろ（又は手前）と表現することにする。

前記別途機械的部分を装備するためや、被動軸２を軸承するために並列する前後一対の支持板７，８があって、そのうちの後部支持板８の手前にクラッチケース９を突設し、クラッチケース９には手前においてハンドル３を具備し、それが駆動軸１の端に一体に取り付けられる。なお、被動軸２には別途機械的装備のためのプーリ１５，１５が装着される。

クラッチケース９の組立て構造については、後部支持板８に間隔をおいて手前で並列する基盤１１があって、それを周壁９が後端部で囲んでいる。その基盤１１に自動離合クラッチ機構の大半を具備することから強度的安定化を図るために、後部支持板８と基盤１１との間に数本の連結杆１３を介在させ、その先端が凸ネジ１６で後部支持板８に螺着され、その連結杆１３の後端に基盤１１が締めボルト１７で締め付けて固定してある。

クラッチケース９には自動離合クラッチ機構の大半が内装される。まず、被動側として被動軸２の後端が後部支持板８からクラッチケース９の中に突出し、それに被動プレート１２が固定して取付けられる。また、駆動側としては、被動プレート１２と対面して駆動軸１に駆動プレート１０が装備されるが、駆動プレート１０を離合のための前後ストローク移動がなされるように、駆動軸１にスライド可能に嵌まる押しブッシュ１４にその駆動プレート１０が広い鍔状に一体成形されている。

クラッチケース９の基盤１１には駆動側が具備される。これについては、駆動軸１と同軸に押しブッシュ１４を大きく囲むようにして外筒１９を固定し、その固定のために基端に座面鍔２１を設け、座面鍔２１を固定ボルト２３で基盤１１に締め付けてある。また、外筒１９の先端にはそれと同径の端面板２５を当て、固定ビス２７で締め付けてある。なお、その端面板２５は、中心部に押しブッシュ１４の抜孔が設けられる座金状である。

駆動軸１は、基盤１１にベアリング３１を介して一端で片持ちに軸支される。また、これについては、駆動軸１に環状鍔３２を形成し（図３）、それをリング状の留め金３４で基盤１１に脱出不能に止められている。後端での片持ちではあるが、前端では押しブッシュ１４と一体の駆動プレート１０の周囲に、１個又はそれを等位において囲む数個のフリクションローラ３３を配置し、駆動プレート１０に接触させて安定化を図ってある。また、この数個のフリクションローラ３３は、ハンドル３の初期回転時に、傾斜溝４と案内突子５との係合移動を可能にするために、押しブッシュ１４を静止するよう機能するものである。これについては後述するが、上記の係合移動により、駆動軸１に対して押しブッシュ１４が摺動しやすいように、駆動軸１の先端に細い心棒部３５を形成し、押しブッシュ１４には心棒部３５にストローク移動可能に嵌まるローラーベアリング３７が装備される。

駆動プレート１０には、被動プレート１２に離合する摩擦材３９が固着され、これの摩擦で被動プレート１２にトルクが伝達される。摩擦材３９は、駆動軸１と同軸において駆動プレート１０および被動プレート１２とほゞ同外径のリング状であって、固定については、上面にリングに沿って環状凹溝４１を設け、その凹溝４１に取付ボルト４３の頭部を納め、ナットの締め付けにより駆動プレート１０に圧接させてある。なお、これは摩擦クラッチの一種であるが、噛み合いクラッチであっても良い。次に、押しブッシュ１４の前後移動の構造について説明するが、これには前記した付勢バネ６、傾斜溝４、案内突子５が機能する。

なお、この発明では、傾斜溝と案内突子との位置関係が固定することにより、駆動軸と押しブッシュ（駆動プレート）が一体に回転するようにしたものであるが、これには、（１）駆動プレートが被動プレートに止められたために固定する場合と、（２）傾斜溝の後端（終端部）に案内突子が到達してそこに止まって固定する場合と、二通りがあり、そのいずれか一方によるだけでも動力の伝達がなされるが、図面はこの二通りの固定が同時に発生するように記載した。

駆動プレート１０をクラッチが切り離される開離の方向へ付勢しておくために、付勢バネ６として圧縮バネが押しブッシュ１４の外側に装着される。その掛止の相手の一方は前記した端面板２５であり、他方は押しブッシュ１４に取付けられる固定鍔４５であって（図３）、両方にリング４７，４９を介して掛止される。そのうち、手前のリング４９は、固定鍔４５に対してフリーとなっており、そのため、押しブッシュ１４の回転があっても付勢バネ６は回転しない。なお、これを確実にするために、固定鍔４５とリング４９との間にベアリングを介在させても良い。また、付勢バネ６には押しブッシュ１４を囲む数枚の板バネを使用することも可能である。

傾斜溝４とそれに係合する案内突子５との関係については、傾斜溝４は、押しブッシュ１４の内周面に押し前進方向Ｐへ反時計回りＳの螺進に沿った斜めに形成される（図４参照）。一方、案内突子５は、駆動軸１の外周面に突設され、クラッチが切り離された状態において（図１）、傾斜溝４の前端部に位置している。なお、傾斜溝４は押しブッシュ１４に外周への抜け溝として形成しても良い。

そこで、ハンドル３を時計回りＲに回転すると、駆動軸１の案内突子５が共に時計回りに回動するが、それと係合する傾斜溝４を有する押しブッシュ１４がフリクションローラ３３で動きが抑制されていることから、案内突子５の回動により傾斜溝４の後退部分が前進させられて押しブッシュ１４が付勢バネ６の弾力に抗して前進する。その結果、駆動プレート１０の摩擦材３９が被動プレート１２に圧接し、クラッチが連結するが、これで押しブッシュ１４が前進不能になり（図２）、前進不能により案内突子５が、傾斜溝４のいずれかの位置に（図面の場合は後端部に）位置決めされる（図４）。また、案内突子５が、傾斜溝４の後端の終端部に達したために、これによっても案内突子５がそこに固定される。いずれの位置決めも、駆動軸１と押しブッシュ１４との一体結合と言えるから、クラッチが連結すると同時に駆動軸１と駆動プレート１０とが一体に回転し、その回転が摩擦材３９、被動プレート１２、被動軸２にと伝達される。

次に、ハンドル３の回転を止めて駆動軸１をフリーにすると、被動プレート１２に対する摩擦材３９の圧接が解除され、延いては傾斜溝４と案内突子５との位置関係の固定も解除される結果、付勢バネ６の力により押しブッシュ１４が後退し、同時にそれと一体の傾斜溝４の後退により案内突子５がその前端に復帰する（図１）。これがクラッチが切り離された状態である。そこで、再度ハンドル３を時計回りに回転し、同じようにクラッチを僅少回転で連結して以後トルクの伝達をなすことができる。

この発明の自動離合クラッチ機構をクラッチが切り離された状態で示す断面図である。同自動離合クラッチ機構をクラッチが連結された状態で示す断面図である。図１における要部を拡大して示す断面図である。同自動離合クラッチ機構における傾斜溝の形成状態を示す押しブッシュの断面図である。

符号の説明

１駆動軸
２被動軸
３ハンドル
４傾斜溝
５案内突子
６付勢バネ
１０駆動プレート
１１基盤
１２被動プレート
１４押しブッシュ
３３フリクションローラ
Ｐ押しブッシュの前進方向
Ｒ時計回り
Ｓ反時計回り

Claims

同軸上において駆動軸に駆動プレートを、被動軸に被動プレートを取り付け、駆動プレートの前後動によりクラッチの離合を可能にしたクラッチ機構において、そのうちの駆動プレートについては、駆動軸に前後スライド可能に嵌まるとともに後退方向へ常時付勢される押しブッシュを一体に設けることによりそれを介して取り付けがなされ、加えて、押しブッシュの内周面と、駆動軸の外周面とのいずれか一方に斜めの傾斜溝を形成し、他方には傾斜溝に係合する案内突子を設け、また、押しブッシュに対する駆動軸の回転に伴う傾斜溝と案内突子との位置関係の変化により押しブッシュが前進するように傾斜溝の傾斜方向が設定されており、押しブッシュの前進により駆動プレートを直接または間接的に被動プレートに圧接させて押しブッシュの前進が停止したとき、その前進停止で傾斜溝と案内突子との位置関係が固定することにより、若しくは、傾斜溝の終端部に案内突子が接合停止して双方の位置関係が固定することにより、駆動軸と共に押しブッシュが一体に回転するように構成したことを特徴とする自動離合クラッチ機構。
駆動軸がハンドル軸であって、その基端がハンドルが面する基盤に片持ちに軸支され、駆動プレートの周囲に等位においてそれと接触して回転する数個のフリクションローラを配設し、押しブッシュの前記付勢には付勢バネとしてそれを囲む圧縮バネを装備し、ハンドルの時計回りにおいて押しブッシュを押しに駆動できるように、傾斜溝が、押しブッシュの内周面に、前進方向へ向かって反時計回りの螺旋に沿った傾斜方向に形成してあることを特徴とする請求項１記載の自動離合クラッチ機構。