JPH03219120A

JPH03219120A - クラッチ

Info

Publication number: JPH03219120A
Application number: JP23099890A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yanagisawa; 健柳沢
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-24
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1991-09-26
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0758101B2

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）本発明はクラッチに関する。

（従来の技術）従来、回転軸や回転体等、複数の被駆動体へ回転力を接
断する機構としては複数の被駆動体をそれぞれ別個のモ
ータへ連結し、そのモータをＯＮ、ＯＦＦすることによ
り各被駆動体への回転力を接断する方式が採用されてい
る。また、２個の被駆動体への回転力の伝達を交互に接
断する場合には１個のモータを用い、クラッチを介して
交互に回転力の伝達を接断する方式が採用されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記の従来の方式には次のような課題が
有る。

まず、被駆動体と同数のモータを設ける方式においては
、用いるモータの数が多くなり、機構の大型化と製造コ
ストの上昇を招来してしまい不経済であるという課題が
有る。一方、１個のモータでクラッチを介して交互に被
駆動体を駆動する方式においては駆動可能な被駆動体は
何れか１個となり、両方を同時に駆動したい場合は不可
能であるという課題が有る。

従って、本発明は安価で小型であり、種々の回転力の伝
達態様に対応可能なりランチを提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため本発明は次の構成を備える。

すなわち、回転力が入力される１本の回転軸と、該回転
軸上を回動可能に設けられた複数の回転体と、前記複数
の回転体にそれぞれ設けられ、回転体を前記回転軸に対
してフリー状態又は連結状態に切換えるクラッチ部材と
、前記各回転体とクラッチ部材との間に配され、常時ク
ラッチ部材を回転体が前記連結状態となる方向へ付勢す
る付勢手段と、前記回転軸の長さ方向へ移動可能に配さ
れ、通常は前記クラッチ部材を押動しない中立位置に在
り、駆動手段の駆動力により移動した際には接近したク
ラッチ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して押動し、当
該クラッチ部材が設けられた回転体をフリー状態にする
１個以上の移動体とを具備することを特徴とする。

（作用）作用について説明する。

回転軸が１本のため、各回転体を１個のモータで駆動可
能となる。クラッチ部材は通常、全ての回転体を回転軸
へ連結されているので全ての回転体を同時に回転させる
ことができる。また、移動体を移動させることにより回
転軸に対してフリー状態にする回転体を選択することが
可能となる。

（実施例）以下、本発明の好適な実施例について添付図面と共に詳
述する。

［第１実施例］第１実施例について第１図〜第６図と共に説明する。

第１図において、１０はクラッチ本体であって筒状に形
成され、両端が開放されている。

１２．１４は回転体であって、本体１０の両端部に互い
に軸線を同じくして回動自在に配されている。回転体１
２．１４は、その回動が円滑に行われるよう本体１０と
の間にはベアリング１６・・・が介装されている。なお
、ヘアリング１６・・・の固定により回転体１２．１４
の本体１０に対する左右方向の位置も決められる。

１８．２０は被駆動体を構成するプーリであって、それ
ぞれ回転体１２．１４ヘボルト２２・・・を介して固定
されている。プーリ１８．２０には被駆動体を構成する
ベルト２４．２６が架は回されており不図示の被駆動部
へ回転体１２．１４の回転力を伝達可能になっている。

２８は移動体であり、本体１０内部に配されている。移
動体は左右が大径部３０．３２に形成され、大径部３０
が小径部３４の右端部に螺着されている。大径部３０．
３２の上端にはピン３６．３８が螺着され、ピン３６．
３８の上端部はそれぞれ、本体１０上端に透設された長
孔４０．４２から外方へ突出している。このピン３６．
３８と長孔４０．４２の関係で移動体２８は回動が阻止
されると共に、長孔４０又は４２の長さからピン３６又
は３８の径を差引いた距離だけ左右方向へ移動可能にな
っている。理由は後述するが移動体２８の大径部３０．
３２の両端面には高摩擦材４４・・・が貼設されている
。

４６はスリーブであり、本体１０内部の中央に螺４８を
介して固定されている。移動体２８の小径部３４はスリ
ーブ４６の中央孔内を左右へ移動可能になっている。

５０．５２はスプリングであり、移動体２８の大径部３
０．３２とスリーブ４６の両端面の間にそれぞれ弾装さ
れている。スプリング５０と５２はその弾発力は等しく
、その結果移動体２８に外力が作用しない限り大径部３
０と３２はスリーブ４６から等距離に位置している。

５４・・・は○リングであり、移動体２８の大径部３０
．３２と本体１０内壁面、及び移動体２８の小径部３４
外周面とスリーブ４６の中央孔内壁面の間を気密にシー
ルすべく配設されている。

この０リング５４・・・の配設により、本体１０内に気
密室５６．５８が形成される。この気密室５６．５８に
対応する本体１０にはそれぞれ透孔６０．６２が穿設さ
れ、透孔６０．６２には、それぞれ駆動手段の一例であ
る圧空の送脱を行うためのチューブ６４．６６が接続さ
れている。従って、気密室５６．５８へ交互に圧空が送
られると移動体２８は圧空が送り込まれた気密室５６又
は５８の方へ移動可能になっている。

６８は回転軸であり、本体１ｏ内に遊挿されると共に、
移動体２８の中央孔７ｏ内にも遊挿されている。回転軸
６８の左端部はベアリング７２を介して回転体１４へ連
繋されており、回転体１４は回転軸６８上を回動可能に
なっている。一方、回転体１２もベアリング７４・・・
を介して回転軸６８へ連繋されており、回転体１２も回
転軸６８上を回動可能になっている。回転軸６８の右端
部はカプラ７６を介してモータ７８の出力軸８０と連結
されており、モータ７８の回転力は直接回転軸６日へ入
力可能になっている。

８２．８４はクラッチ部材であり、それぞれ回転体１２
．１４の内側に設けられている。クラッチ部材８２．８
４については第２図及び第３図と共に説明する。なお、
クラッチ部材８２と８４は同一の構成になっているので
クラッチ部材８２についてのみ説明する。

クラッチ部材８２は上端の延設部８６が回転体１２の端
面から延設された支持部８８．９０の間に軸着されてい
る。なお、クラッチ部材８２の延設部８６の軸孔９２は
軸となるボルト９４の径より若干大径に形成されている
。一方、延設部８６の両側面は支持部８８と９０の間に
密嵌されている。クラッチ部材８２の中央には透孔９６
が穿設されている。この透孔９６は貫通する回転軸６８
より若干大径に形成されており、第３図に示すようにク
ラッチ部材８２の下端が軸となるボルト９４の直下より
前方（図面上、左方）へ回動した際には内壁口縁の４箇
所の点９８．１００．１０２．１０４で回転軸６８外周
を咬持して回転軸６８の回転を回転体１２へ伝達可能に
なっている。一方、クラッチ部材８２の下端が軸となる
ボルト９４の真下に位置した場合には透孔９６は全く回
転軸６日とは接触しないようになっている。（第４図及
び第５図参照）。透孔９６には４箇所等間隔に切込１０
６・・・が刻設されている。この切込１０６・・・は透
孔９６の口縁部が変形して前記咬持の際の接触面積を大
きくしてより大きな咬持力を得るべく設けられている。

なお、クラッチ部材８２の前面（第３図上左側面）には
ローレット処理が施されている。これは移動体２８の端
面に配設された高摩擦材４４との間に発生させる摩擦力
をより大きくすることにより、移動体２８がクラッチ部
材８２を後方（第３図上右方）へ押動した際に当該摩擦
力によって回転体１２の外力による回転を直ちに阻止す
るため施されている。

１０８・・・は位置決片であり、クラッチ部材８２の背
面（図面上、右側面）に突設されている。

これはクラッチ部材８２の下端が軸となるボルト９４の
真下に位置した際に、右端面が回転体１２の左端面と当
接してそれ以上クラッチ部材８２の第３図上の反時計方
向への回動を阻止するストッパである。

１１０は付勢手段であるスプリングであり、クラッチ部
材８２背面と回転体１２左端面との間に弾装され、クラ
ッチ部材８２を常時第３図上の時計方向へ回動するよう
付勢している。従って、クラッチ部材８２に外力が加え
られない場合は、クラッチ部材８２はスプリング１１０
の付勢力により第２図及び第３図の状態が保持され、ク
ラッチ部材８２の透孔９６内ロ縁は回転軸６８外周を咬
持し、回転軸６８の回転力を回転体１２へ伝達している
。

１１４は位置決ピンであり、回転体１２の左端面から突
出するよう螺着されている。この位置決ビン１１４は、
クラッチ部材８２の下端が軸となるボルト９４の真下に
位置した際には延設部８６の支持部８日、９０への密嵌
とも相俟ってクラッチ部材８２の下端をガイドして透孔
９６と回転軸６８が平行になって回転軸６日とクラッチ
部材８２の干渉を防止すべく設けられている。

次に、このように構成されたクラッチの動作について説
明する。

モータ７８が駆動されていない状態においては回転軸６
８も回転しないためプーリ１８．２０とヘルド２４．２
６も作動しない。

気密室５６．５８に圧空が送り込まれない状態、つまり
、移動体２８が中立位置に在る状態（第１図）において
モータ７８を回転すると、回転軸６８も回転する。する
と、クラッチ部材８２．８４はスプリング１１０．１１
２の付勢力によって回転軸６８を咬持しているため両回
転体１２．１４は回転軸６８に対して連結状態となって
同時に回転軸６８と一体に回転する。その結果、プーリ
１８．２０に架は回されたベルト２４．２６により２個
の被駆動部（不図示）が駆動される。

もし、気密室５６に圧空が送り込まれると、気密室５６
内が加圧され、移動体２８はスプリング５２の付勢力に
抗して第１図上、右方へ移動してクラッチ部材８２を押
動する。すると、クラッチ部材８２は第４図及び第５図
に示すように、回転軸６８とクラッチ部材８２の透孔９
６との間の接触が無くなり、回転体１２は回転軸６日に
対してフリー状態となる。しかし、移動体２８の高摩擦
材４４とローレット処理されたクラッチ部材８２の前面
には摩擦力が作用し、回転体１２の回転は直ちに停止し
、ヘルド２４が架は回された一方の被駆動部は作動を停
止する。その間、クラッチ部材８４は回転軸６８へ咬持
したままの状態を維持するため回転体１４はそのまま回
転を続け、ベルト２６が架は回された他方の被駆動部は
作動を続ける。

次に、気密室５６の圧空が脱気又は気密室５６内が大気
圧へ戻され、逆に気密室５８へ圧空が送り込まれると、
今度は逆に移動体２８は第１図上、左方へ移動し、今度
は前述と同様の動作により回転体１４の回転を停止させ
、回転体１２を回転させる。これにより、他方の被駆動
部の作動が停止し、一方の被駆動部は作動する。

なお、本実施例においては回転体を２個設けた例を挙げ
たが、回転体を３個以上同軸に設け、移動体を複数設け
ることにより多数の被駆動体の作動を各々独立して制御
することが可能である。また、駆動手段としては圧空の
他、エアシリンダ等でピン３６．３８に外力を加える方
式を採用することも可能である。

次に第６図と共に第１実施例のクラッチの使用例を説明
する。この例はスプライン溝付のボールネジ２００の先
端に設けた工具に複雑な動作をさせる装置である（特開
昭６３−２３１０５４号公報、特開昭６３−２３１０５
５号公報参照）。例えばボールネジユニット２０２の被
駆動体であるプーリ２０４を回転させると、ボールネジ
２００が上下動（矢印Ａ）を行い、さらに同しく被駆動
体であるプーリ２０６を回転させると、スプライン溝２
０８と噛合している回転部（不図示）が回転し、ボール
ネジ２００は回転（矢印Ｂ）を行う。

従って、上下動と回転を組み合わせることにより工具２
１０に複雑な運動をさせることができるのである。この
プーリ２０４と２０６を独立して回転させるために本発
明に係るクラッチ２１２を用いる。クラッチ２１２のプ
ーリ２１４とボールネジユニット２０２のプーリ２０４
をベルト２１６で連繋し、クラッチ２１２のプーリ２１
８とボールスジユニット２０２のプーリ２０６をヘルド
２２０で連繋することにより、本実施例のクラッチ２１
２を介してブーＩＪ　２０４．２０６を同時に、またプ
ーリ２０４又は２０６の何れか一方を回転させることが
可能となり、工具２１０の複雑な連動を制御可能となる
。

［第２実施例］第２実施例を第７図及び第８図と共に説明する。

なお、第１実施例と実質的に同一の構成要素については
第１実施例と同一の番号を付し、説明を省略する。

本実施例では、回転軸６８の中間部分が大径部３００に
形成され、その大径部３００の両端は先細のテーパ部３
０２．３０４に形成されている。

また、回転軸６８が中央孔７０内に遊挿されている、移
動体２８の両端も先細のテーパ部３０６．３０８に形成
されている。なお、回転軸６８は左右方向へは移動不能
になっている。

回転体１２．１４の内側端面にはクラッチ部材３１０．
３１２が固定されている。クラッチ部材３１０は中空に
形成されると共に、移動体２８のテーパ部３０６に倣っ
た雌テーパ部３１４と、回転軸６８の大径部３００のテ
ーパ部３０２に倣った雌テーバ部３１６が内壁面に同軸
に形成されている。また、クラッチ部材３１２も中空に
形成されると共に、移動体２８のテーパ部３０８に倣っ
た雌テーパ部３１８と、回転軸６８の大径部３゜Ｏにテ
ーパ部３０４に倣った雌テーパ部３２０が内壁面に同軸
に形成されている。

回転体１２．１４は、クラッチ本体１０の両端へ配設さ
れ、クラッチ本体１０の軸線方向（左右方向）へは移動
可能かつ回動不能な外輪部３２２．３２４とボール３２
６・・・を介して回動可能になっており自らボールヘア
リングを形成している。

外輪部３２２．３２４は内端部のフランジに刻設された
スリット３２８．３３０内にクラッチ本体１０へ固定さ
れたボルト３３２．３３４の先端が進入することにより
、左右方向への移動が可能、かつ回動は不能になってい
る。また、外輪部３２２．３２４には付勢手段の一例で
あるコイルスプリング３３６．３３８が外嵌、弾装され
、外輪部３２２．３２４、ひいては回転体１２．１４及
びクラッチ部材３１０．３１２を常時内側へ付勢してい
る。通常はクラッチ部材３１０．３１２が内側へ付勢さ
れており、雌テーパ部３１６．３２０が回転軸６８の大
径部３００のテーパ部３０２．３０４と嵌合し、その対
向面同士の摩擦力によりクラッチ部材３１０．３１２は
回転軸６日と連結状態にある（第７図の状態）。

一方、クラッチ部材３１０．３１２がコイルスプリング
３３６．３３８の付勢力に抗して外側へ押動されると、
雌テーパ部３１６．３２０とテーパ部３０２．３０４と
の嵌合が外れ、クラッチ部材３１０．３１２は回転軸６
日に対してフリー状態となる。

クラッチ部材３１０又は３１２をフリー状態にするには
、気密室５６又は５８へ透孔６０又は６２を通して駆動
手段の一例である圧空を送り込み、移動体２８を中立位
置（第７図図示の位置）に位置させるためのスプリング
５２又は５０の付勢力に抗して右方又は左方へ移動させ
る。すると、移動体２８のテーパ部３０６又は３０８が
クラッチ部材３１０又は３１２の雌テーパ部３１４又は
３１８と嵌合し、摩擦力でクラッチ部材３１０又は３１
２及び回転体１２又は１４０回転を停止させ、ブレーキ
力を加えた後さらにクラッチ部材３１０又は３１２及び
回転体１２又は１４をコイルスプリング３３６又は３３
８の付勢力に抗して外方へ押動すると、回転軸６８の大
径部３００のテーパ部３０２又は３０４とクラッチ部材
３１０又は３１２の雌テーパ部３１６又は３２０との嵌
合が外れ、クラッチ部材３１０又は３１２がフリー状態
になる。

クラッチ部材３１０又は３１２をフリー状態から連結状
態に戻すには、気密室５６又は５８への圧空の送り込み
を停止し、大気圧へ戻すと移動体２８はスプリング５０
．５２の付勢力により中立位置へ戻る。その際移動体２
８により外方へ押動されていた回転体１２又は１４はコ
イルスプリング３３６又は３３８の付勢力により従前位
置（第７図図示の位置）へ戻るため、クラッチ部材３１
０又は３１２の雌テーパ部３１６又は３２０と回転軸６
８の大径部３００のテーパ部３０２又は３０４と嵌合し
て連結状態になった後、クラッチ部材３１０又は３１２
の雌テーバ部３１４又は３１８と移動体２８のテーパ部
３０６又は３０８との嵌合が外れ連結状態となる。

上述のようにクラッチ部材３１０．３１２を連結状態か
らフリー状態にする際、まずクラッチ部材３１０．３１
２の回転を停止させてブレーキ力を加えた後クラッチ部
材３１０．３１２をフリー状態にするため、被駆動体に
かかる外力により回転体１２．１４が回転してしまうの
を防止可能となる。また、クラッチ部材３１０．３１２
をフリー状態から連結状態にする際も、クラッチ部材３
１０．３１２を回転軸６８と嵌合させた後、回動可能に
する。

なお、移動体２８０回動防止手段として、本実施例では
移動体２８へ取付けたカムフォロア３４０．３４２を、
クラッチ本体１０へ取付けたストッパ３４４．３４６へ
当接させている。ストッパ３４４．３４６の位置は第８
図上、左右方向へ調整可能になっており、ストッパ３４
４．３４６をカムフォロア３４０．３４２と当接可能な
位置に固定することにより、カムフォロア３４０．３４
２が常時ストッパ３４４．３４６と当接し、移動体２８
の回転を防止可能になっている。また、本実施例におい
ても移動体２８の駆動手段として圧空の他、カムフォロ
ア３４０．３４２を外部に設けたエアシリンダで左右へ
移動させることにより移動体２８を駆動させることも可
能である。

〔第３実施例］第３実施例について第９図と共に説明する。

第３実施例は第２実施例の変形例であり、第２実施例と
同一の構成要素については第２実施例と同一の番号を付
し、説明を省略する。

第２実施例の回転軸６８は両方の回転体１２．１４へ回
転可能に挿通されていたが、本実施例においては回転体
１４が回転軸６８ヘホルト４００を介して固定されてお
り、回転体１４は回転軸６８の一部を構成している。つ
まり、回転体１４はモータ７８と常時直結されており、
モータ７８が回転している間は回転軸６８と共に回転す
る。

他の部分の構成は基本的に第２実施例と同一であり、気
密室５６へ駆動手段の一例である圧空を送り込み、移動
体２８を第９図図示の位置から右方へ移動させると、ク
ラッチ部材３１０及び回転体１２を右方へ移動させ、ク
ラッチ部材３１０を連結状態からフリー状態に変えるこ
とができる。

従って、本実施例では片方の回転体１２のみの接・断を
切換えるクラッチを実現可能になっている。

なお、第３実施例において移動体２日を中立位置へ位置
させるためには圧空を気密室５８に送り込めばよいが第
２実施例のようにスプリング５０．５２を用いてもよい
。

続いて第２実施例と第３実施例におけるクラッチ部材の
変形例を第１０図に示す。第１０図に示すクラッチ部材
５００にはクラッチ部材５００の軸線方向にスリット５
０２・・・が４本等角度間隔に刻設されている。スリッ
ト５０２・・・は雌テーパ部５０４と、雌テーパ部５０
６の中央付近まで刻設されている。スリット５０２・・
・を設けることにより、移動体のテーパ及び回転軸の大
径部のテーパ部が雌テーパ部５０４．５０６へ嵌合する
際に互いの軸線が多少ずれていてもスリット５０２・・
・によりクラッチ部材５００を弾性変形させてしっかり
嵌合させることが可能になる。

従って組立精度に余裕を持たせることができる。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例え
ば移動体を通常状態において中立位置に位置させるスプ
リングは必ずしも無くてもよい等、発明の精神を逸脱し
ない範囲でさらに多くの改変を施し得るのはもちろんで
ある。

（発明の効果）本発明に係るクラッチを用いると、１個のモータで複数
の被駆動体を同時又は選択的に駆動することが可能とな
り、モータを含みクラッチの小型、軽量化及び製造コス
トの低減を図ることができる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るクラッチの第１実施例を示した正
面断面図、第２図はそのクラッチ部材の連結状態を示し
た正面図、第３図は第２図の側面断面図、第４図はクラ
ッチ部材のフリー状態を示した正面図、第５図は第４図
の側面断面図、第６図はそのクラッチの利用例を示した
装置の正面図、第７図は第２実施例を示した正面断面図
、第８図はその部分破断側面図、第９図は第３実施例を
示した正面断面図、第１０図は第２実施例及び第３実施
例のクラッチ部材の変形例を示した側面図。１０・・・本体、　　１２．１４・・・回転体、１８．
２０・・・プーリ、　２４．２６・・・ヘルド、　２８
・・・移動体、　６８・・・回転軸８２．８４・・・ク
ラッチ部材、１１０．１１２・・・スプリング、３１０．３１２・・・クラッチ部材、３３６．３３８・・・コイルスプリング。第図１４

Claims

【特許請求の範囲】１、回転力が入力される１本の回転軸と、該回転軸上を回動可能に設けられた複数の回転体と、前記複数の回転体にそれぞれ設けられ、回転体を前記回
転軸に対してフリー状態又は連結状態に切換えるクラッ
チ部材と、前記各回転体とクラッチ部材との間に配され、常時クラ
ッチ部材を回転体が前記連結状態となる方向へ付勢する
付勢手段と、前記回転軸の長さ方向へ移動可能に配され、通常は前記
クラッチ部材を押動しない中立位置に在り、駆動手段の
駆動力により移動した際には接近したクラッチ部材を前
記付勢手段の付勢力に抗して押動し、当該クラッチ部材
が設けられた回転体をフリー状態にする１個以上の移動
体とを具備することを特徴とするクラッチ。２、回転力が入力される１本の回転軸と、該回転軸上を回動可能に設けられた１個以上の回転体と
、前記回転体に設けられ、回転体を前記回転軸に対してフ
リー状態又は連結状態に切換えるクラッチ部材と、前記各回転体とクラッチ部材との間に配され、常時クラ
ッチ部材を回転体が前記連結状態となる方向へ付勢する
付勢手段と、前記回転軸の長さ方向へ移動可能に配され、通常は前記
クラッチ部材を押動しない中立位置に在り、駆動手段の
駆動力により移動した際には接近したクラッチ部材を前
記付勢手段の付勢力に抗して押動し、当該クラッチ部材
が設けられた回転体をフリー状態にする１個以上の移動
体とを具備することを特徴とするクラッチ。