JPH0556406B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 第１軸と、同軸状に設けられる第２軸と、前
記第１軸と摩擦的に接合するよう前記第１および
第２軸間に同軸状に配設されかつら旋状に巻き付
けられた少なくとも第１および第２ばねとで構成
され、 前記少なくとも第１および第２ばねは各々少な
くとも一端近傍にタブを有し、前記タブは前記第
２軸に向つて半径方向に向けられ、 前記第２軸は前記タブのそれぞれ１つに係合す
るための少なくとも第１および第２荷重面を有
し、 少なくとも一方向への前記軸の一方の回転は前
記少なくとも第１および第２ばねをそれと共に回
転させかつ前記軸の他方へ同様な方向にトルクを
作用させ、 前記第２ばねの前記一端近傍の前記タブが前記
第２軸の前記第２荷重面と接合する前に前記第１
ばねの前記第一端近傍の前記タブは前記第２軸の
前記第１荷重面と接合し、前記第１軸に作用され
るトルクが所定値を超過すると前記第２ばねの前
記一端近傍の前記タブが前記第２軸の前記第２荷
重面と接合する前に前記第１ばねは前記第１軸上
で滑走する ことを特徴としたばねクラツチ。

２ 前記軸の両者を前記少なくとも一方向へ回転
することに伴つて、前記少なくとも一方向へ前記
軸の前記一方の回転を再開して前記タブを前記そ
れぞれの荷重面に引続き接合できるよう相互に関
して円周方向へ前記タブを配置することを選択的
に制御する部材を更に備えたことを特徴とした請
求の範囲第１項に記載のばねクラツチ。

３ 第１および第２軸と、 各々がその上にタブを有する少なくとも第１お
よび第２クラツチばね とで構成され、 前記第１および第２クラツチばねは前記第２軸
の外直径よりも僅少小さな内直径を有してら旋状
に巻き付けられ、前記クラツチばねは前記第２軸
の回りに配設され、 前記第１軸は前記第２軸に関して回動自在に設
けられかつ前記ばねタブの対応する１つを係合す
るよう少なくとも第１および第２荷重面を有し、 前記第１軸を第１方向へ回転する間に前記第２
軸に所定までのトルクを伝えるよう前記第１クラ
ツチばねを前記第２軸の回りに締め付けさせかつ
把持させかつ前記第１クラツチばねによつて前記
第２軸に伝えられる前記所定の量以上のルクを阻
止するよう前記第２軸の回りに滑走させるように
前記第１荷重面は前記第１クラツチばねのタブに
接合し、そして前記第１軸を前記第１方向へ回転
し続ける間であつて前記第１荷重面が前記第１ク
ラツチばねの前記タブに接合されかつそれを締め
つけおよび滑走させたのちに、前記第２荷重面は
余分の所定量のトルクを前記第２軸に伝えるよう
に前記第２クラツチばねを前記第２軸の回りに締
めつけさせかつ把持させるよう前記クツチばねの
前記タブに接合し、 前記第１軸を第２方向へ回動するときに、少な
くとも第１および第２クラツチばねが前記第２軸
に把持することを解放されるまで前記クラツチば
ねに前記クラツチばねへのそれらの把持を順次に
弛緩および解放させるよう、前記第１軸は前記第
１および第２クラツチばねの前記タブに順次に接
合する別の面部材を有し、それにより前記第１軸
を前記第１方向に回転することが前記第１軸と前
記第１クラツチばねの前記タブとの間に第１の接
合を再び行わせ次いで前記第１軸の前記第２荷重
面と前記第２クラツチばねの前記タブとの間に第
２の接合を再び行わせるように前記少なくとも第
１および第２クラツチばねの前記タブは相互に整
列させられる ことを特徴としたばねクラツチ。

４ 第１要素と第２要素と少なくとも第１および
第２クラツチばねと制御要素とで構成され、 前記第１要素の外直径よりも僅少小さな内直径
である前記第１および第２クラツチばねはら旋状
に巻かれ、前記クラツチばねは前記第１要素の回
りに配設され、 前記第２要素は前記第１要素に関して回動自在
に設けられかつ少なくとも１つの荷重面を有し、
そして 前記制御要素を制止または解除状態に選択的に
配置する部材は、その解除状態において(1)前記第
１要素を第１方向へ回転することが前記第２要素
に所定量のトルクを伝えるよう前記第１クラツチ
ばねを前記少なくとも１つの荷重面に接合させそ
して前記第１クラツチばねを前記第１要素の回り
に締めつけさせかつ把持させ、前記第１クラツチ
ばねは前記第２要素に前記第１クラツチばねによ
つて伝えられる所定量以上のトルクを阻止するよ
う前記第１要素の回りで滑走し、そして(2)前記第
１要素を前記第１方向へ更に回転することが前記
第２要素に余分の所定量のトルクを伝えるよう前
記第２クラツチばねの第１端を前記少なくとも１
つの荷重面に接合させそして前記第２クラツチば
ねを前記第１要素の回りに巻きつけさせかつ把持
させ、前記第２クラツチばねは前記余分の所定量
以上のトルクを前記第２要素に伝えるというより
もむしろ滑走し、 前記制御要素は、前記制御要素を制止状態に位
置したとき、前記クラツチばねが前記第１要素を
把持するのを解放するよう前記クラツチばねのそ
れぞれの第２端に接合しそして前記解除状態にお
ける前記制御要素を再び配置することが前記第１
および第２クラツチばねの前記第１端と前記少な
くとも１つの荷重面との間に再び順次に接合させ
るよう相互に関して互い違いとなる円周位置にそ
れらの第１端を有する互い違いの面を有する ことを特徴としたばねクラツチ。

５ 前記第２要素は２つの荷重面を有し、前記少
なくとも第１および第２クラツチバネの各々の２
つの端部は前記荷重面の対応する１つに接合で
き、前記第１要素はいづれの方向にも回転でき、
そしてばねクラツチは双方向形でありかつ２つ方
向において対称的に作動することを特徴とした請
求の範囲第４項に記載のばねクラツチ。

６ 入力要素と円筒形出力要素と少なくとも第１
および第２クラツチばねと固定ハブとで構成さ
れ、 前記固定ハブの外直径よりも僅少小さな内直径
を有する前記クラツチばねはら旋状に巻かれ、前
記クラツチばねは前記固定ハブの回りに配設さ
れ、 前記入力要素は前記出力要素に関して回動自在
に設けられかつ第１および第２方向へそれぞれ回
転するよう第１および第２荷重面を有し、 前記出力要素は前記固定ハブに関して回動自在
に設けられ、かつ前記入力要素の前記第１および
第２荷重面の対応する１つに係合する第１および
第２荷重面を有し、更に前記クラツチばねの各々
の対応する端にそれぞれ接合する第１および第２
ばね接合面を有し、 一方のクラツチばねの２つの端間の円周方向間
隔は他方のクラツチばねの２つの端間の円周方向
間隔と異なる ことを特徴とした双方向形ばねクラツチ。

７ 前記入力および出力要素と前記クラツチばね
端は入力要素の荷重面と出力要素のばね接合面の
両者を各クラツチばね端に同時に接合するのを防
止するよう形成されることを特徴とした請求の範
囲第６項に記載の双方向形ばねクラツチ。

明細書 本発明はばねクラツチに関し、特に異なつた時
に作動する複数のばねを有するばねクラツチに関
する。

多くの種類のばねクラツチが開発されそしてそ
れらの技術分野で汎用されている。典型的なばね
クラツチは、(1)外部動力源に連結される入力要素
と、(2)クラツチを継いだときに、連結された負荷
物にトルクを伝達できる出力要素と、(3)入力およ
び出力要素間の連結を達成するよう使用されるば
ねと、(4)クラツチを継ぐまたは切る手段での制御
要素とを有する。このようなクラツチは、ばねを
入力または出力要素のいずれかの回りあるいは内
部のいずれかに制御自在に巻き付けるので一般に
巻きばねクラツチ（wrap spring clutch）と称
されている。ばねをその要素に把持させたとき、
クラツチはトルクを伝達できそして継がつたと称
される。反対に、ばねをその要素から離させたと
き、クラツチは小さな残留量のトルクさえも伝達
せずそして切られたと称される。制御要素は、ク
ラツチを継いだときに駆動および被駆動要素間の
機械的な連結を構成させ、そしてクラツチを切つ
たときにその連結を実質的に中断させるばねの作
動を制御するよう使用される。

出力要素はコア、ハブまたは円筒形部材であり
え、その回りにばねがそれを把持できるように配
設されるか、または、円筒形スリーブでありえ、
その内部にばねがスリーブを把持できるように配
設される。いずれかの場合において、クラツチが
その所要のトルクを伝えるべき場合に、ばねは、
その弛緩状態において、それが共働するコアまた
はスリーブとの特に寸法的な関係を有しなければ
ならない。このことはこの型式のクラツチを多量
生産方法によつて安価にかつ大量に製造しようと
するときにしばしば問題となる。しかしながら、
ばねや入力および出力要素の寸法は、クラツチが
首尾一貫しかつ予期された作動特性を有するべき
場合、厳密に制御されねばならない。これらの厳
格な寸法上の公差を確保することはそのようなク
ラツチの価格についての重要な要因となる。

本発明の目的は、首尾一貫したトルク特性を保
持する一方、部品の寸法精度において従来可能で
あつたものよりもより融通性の良い公差を有する
クラツチを提供することにある。

オーバーランニング（overrunning）と称され
る、クラツチの出力の移動方向と同様な方向であ
る方向へのトルクをクラツチの出力に適用する負
荷物は、クラツチをしばしば不適当に作動させて
しまう。この状態は、例えば、より小さな荷重を
緩やかにかつ制御されて使用されるべきホイスト
に巻きばねクラツチを組込んだときに現われる。
オーバーランニングは「段階飛び
（stairsteppihg）」と時には称されているけいれ
ん的運動を生ずる断続的状態でクラツチを作動さ
せてしまう。段階飛びはクラツチ内での静的およ
び動的状態のための摩擦係数間の差により発生さ
れる。この状態はエネルギーを蓄積してしまうよ
うな傾向のいかなる作動装置によつても悪化され
る。例えば、過度の伸縮性を有する支持ケーブル
の使用は、クラツチの解放機構における伸縮性で
もあるように、該装置の有する段階飛びとなるい
かなる傾向をも増強する。多くの巻き数を有する
ばねクラツチは、エネルギーがクラツチの解放前
にばねに蓄積されねばならないので、特に段階飛
びを起し易い。

本発明の別の目的は段階飛びを除去しえるクラ
ツチを提供することにある。

ばねクラツチの使用に際しての別の問題は過負
荷により損傷するような破損され易さにある。ク
ラツチは伝達され得るトルク量により通常定格付
けされる。ほとんどのばねクラツチは定格伝達ト
ルクを超過しない情況でのみ使用されるよう指示
される。このようなクラツチは、クラツチに与え
られた安全度以上に定格トルクを超過した場合、
通常損傷される。

本発明の別の目的は定格トルクを非常に超過す
る場合にあつても損傷されない巻きばねクラツチ
を提供することにある。

従来のばねクラツチは一定の定格トルクのみを
伝達しそして定格トルクより大きな場合には駆動
および被駆動要素間の固定関係を保持するよう滑
走するものであつた。しかしながら、このような
クラツチは過負荷時に滑走できるのみで制御用装
置を備えていない。すなわち、それらは前述した
制御された接続や解放を行えないことでもある。

本発明の別の目的は１つのクラツチで滑走を制
限しかつ制御可能にできるものを提供することに
ある。

本発明のまた別の目的は、最大定格トルクが負
荷物に突然加えられる場合であるよりも遅く負荷
物を加速できるよう累進的段階でトルクを負荷物
に伝達できるばねクラツチを提供することにあ
る。

本発明は巻きばねの使用に基づいたクラツチで
ある。本クラツチは、概念的に、1975年11月18日
に発行されたアメリカ合衆国特許第3920106号の
「可逆単方向回転クラツチ」で述べられた型式の
ものである。本発明は、しかしながら、単方向回
転クラツチのような作動に限定されるのではな
く、そして後述から明らかとなる幾つかのその他
の重要な点において異なる。本発明の一実施例
は、1981年３月18日に出願されたアメリカ合衆国
特許願第244975号の「双方向クラツチ」および
1982年３月15日に出願されたアメリカ合衆国特許
願第358338号の「可逆ツール・ハンドル」で開示
されたのと同様な一般的機構を使用し、この両出
願内容はここに参考例として組み込まれている。

トルクを伝達するばねクラツチの性能は多くの
要因に左右される。これらは、ばねワイヤーの寸
法および剛性、クラツチを継いだ時にばねが摩擦
連結する要素であるハブの直径、ばね材料とハブ
の材料との間の摩擦係数、弛緩状態におけるバネ
の寸法、およびばねの巻き数間にある。解放状態
におけるハブとばねとの間の直径差は締め代と称
される。

巻きばねクラツチを滑らせてしまうトルク、
Ｔ、は下記の式（1956年４月19日の「Machine
Design」、第107〜111頁にJoseph Kaplan氏と
Donald Marshall氏とによる「自己励起型スプ
リング・クラツチのための計算式および計算図
表」で説明されている）により与えられる。

Ｔ＝2EIQ／（Ｄ＋ｔ）²（e^-6.28uN−１ ここにおいて、 Ｅ＝ばねワイヤーのヤング率 Ｉ＝ばねワイヤーの慣性領域モーメント Ｑ＝ハブの外直径と弛緩状態のばねの内直径と
の間の締め代 Ｄ＝ハブの外直径 ｔ＝ばねワイヤーの厚さ ｕ＝ばねワイヤーとハブ部材との間の魔擦係数 Ｎ＝ばねの巻き数 である。

上掲の数量の現実の実施において、製造公差で
取扱わねばならない問題となるものは、ハブ直径
Ｄ、締め代Ｑ、および摩擦係数ｕである。クラツ
チの滑走トルクは、上述の式において指数項の寸
法を減少するので巻き数を減少することによりこ
れら３つ全ての数量の絶対量の変化に鋭敏でない
ようにでき、それ故、同様な滑走トルクを有する
のにより大きい係数項を必要とする。ハブの寸法
および締め代の各々が数千分の１cm（afew／
thousandths of aninch）で変化された場合、滑
走トルクはＱ／Ｄが小さは数値であるよりも大き
な数値であるときにより少なく影響される。指数
関係は摩擦係数ｕと巻き数Ｎとの積を包含するの
で、巻き数を減少することは摩擦係数を尚更鋭敏
でない滑走トルクにする。

典型的なクラツチは上述した式の数量について
下記の数値を有して製造される。

Ｅ＝約2110000Kg／cm²（30000000p.s.i） Ｑ＝約0.013cm （0.005inches） Ｄ＝約1.588cm （0.625inches） ｔ＝約0.081cm （0.032inches） ｕ＝0.11 Ｎ＝６回巻き これらの数値では約0.044Kg−ｍ（3.8inch−
pounds）の滑走トルクを生ずる。巻き数が６か
ら４に減少されそして締め代を補整するように増
加された場合、その締め代は同等な約0.044Kg−
ｍのトルクを得るためには約0.053cm
（0.021inches）でなければならない。約0.005cm
（0.002inches）のコア寸法における変化は約0.013
cmの締め代を有するクラツチの滑走トルクにおけ
る50％の変化を生ずるが、約0.053cmの締め代を
有するクラツチではわずかに10％の変化である。

汎用のばねクラツチでは通常小さな量の係数と
大きな数値の巻き数のみを採用している。このこ
とは、クラツチのトルク定格が巻き数と共に指数
的に増大し、そしてクラツチの摩耗率が締め代と
直線的に増加するので、従来クラツチにおいて実
際に採用されている。しかしながら、クラツチが
利用可能なトルク定格を保持ししかも過負荷に対
して自己を保護するよう滑走すべきなので、締め
代は極度に小さく形成されねばならない。本発明
では通常の１つのばねの代りに２つ以上のばねを
使用する。各ばねをより少ない巻き数で使用し、
そして従来のものよりも大きな締め代を使用する
ことにより、クラツチは過負荷に対して自己を保
護するように滑走の可能性を維持する一方で大き
なトルク定格を有するよう作成できる。ばねおよ
びばねねが把持する面の両者での摩耗はより大き
な締め代によつて増加されるが、構成部品のより
好適な材料の選定により許容範囲内に摩耗をほと
んど減少できる。

本クラツチと従来のものとを見分ける２つの物
理的特色がある。第１に、クラツチは入力および
出力要素間の連結を達成するよう１つ以上のばね
を使用する。第２に、クラツチ内の制御面は幾つ
かのばねを異なつた時に作動するよう形成できる
ように位置付けている。

これらの特色は次のような利点を提供する。(1)
より大きなトルク定格が同様な寸法の物理的構造
体内で得られ、(2)連結された負荷物の加速が負荷
物に加えられる動的力を減少するように企図で
き、そして(3)制御された滑走がトルク量の減少を
付随することなしに達成できる。

本発明のその他の目的、特色および利点は図面
と共に後述する詳細な説明を考慮することにより
明らかとなり、そこにおいて、 第１図は本発明の滑走クラツチ（slip elutch）
の第１実施例を示す部分断面図であり、 第２図は第１図のクラツチの部分分解図であ
り、 第３図は矢印によつて反時計方向回転を示した
第１図のクラツチの別の図であり、 第４図は矢印によつて時計方向回転を示した第
１図のクラツチの同様な図であり、 第５図は本発明の第２実施例の、継がつた状態
で示された制御自在クラツチの部分破砕図であ
り、 第６図はクラツチを切る位置に制御要素のため
の操作物を有する第５図のクラツチを示し、 第７図は制御キーの面の形体を示す第５図のク
ラツチの詳細であり、 第８図は負荷物を支持して示された本発明の第
３実施例の部分破砕図であり、 第９図は負荷物を下降させるのを示す第８図の
クラツチの別の図であり、 第１０図は負荷物を上昇させるのを示す第８図
のクラツチの詳細な図であり、そして 第１１図は第８図のクラツチのハウジングの詳
細である。

第１〜４図の単体の、オーバーランニング、滑
走クラツチにおいて、その外周面の回りにばね２
８および３０を配設されたハブ２４はねじ３６お
よびワツシヤー３８によりハウジング２２内に保
持される。ハウジング２２とハブ２４との同軸状
の整合はクラツチの一端においてハウジングとハ
ブのの間に軸受けするよう作用するリング２６に
より保持され、そして他端では縮小ハブ直径部分
４０および絞りハウジング直径部分４２により保
持される。シヤフト、あるいはプーリーまたはス
プロケツトのようなその他の連結部材（図示な
し）がハウジング２２およびハブ２４に取着でき
る。ハウジング２２の開口４４は、第２図に示さ
れるように、異なつた円周方向長さを有する２つ
の長方形部分の結合から成る。図示の如く、開口
の２つの部分は一端で整合されて該端で１つの面
４６を形成する一方、他端では面４８および５０
がハウジング２２の中央部に異なつた角度的位置
に形成される。開口はこの形体で便利な手段であ
るように配向されるが、その他のいかなる角度的
位置付けも開口に対する円弧角を等しくしないよ
うにして同様に設けられて作動する。開口の別の
角度的位置付けが行われた場合、面４６は、開口
の各長方形部分のための１つとなる。２つの面に
分割される。ばね２８および３０の各々は、溶接
されるかさもなければ一端部に確実に取着される
かまたはばねワイヤー自体で形成されたタブ３２
および３４をそれぞれ有する。ばねは、第３およ
び第４図に示されるように、タブ３２および３４
が開口４４を通つて突出され、第２図に示される
のと同様な関係の方向付けでハブ２４の回りに配
設される。

ハウジング２２が第３図に矢印５３で示すよう
な反時計方向に回転されると、開口４４の面４６
はばね２８のタブ３２とばね３０のタブ３４と共
に接合し、両ばねのバブ２４の把持を解放させ
る。それ故、ハブ２４はハウジング２２に沿つて
回転するのを容易に制動できる。しかしながら、
ハウジング２２が第４図に矢印５２で示されるよ
うな時計方向に回転されると、そのとき開口４４
の面４８はばね２８のタブ３２と接合する。ハブ
２４における制動がばね２８をハブ２４上で滑走
させるのに十分であると、そのとき、る程度の滑
走が発生したのちに、開口４４の面５０はばね３
０のタイブ３４に接合する。面５０のタブ３４と
接合後に、ばね３０はハブ２４へのトルクの伝達
をまた開始する。組み合わされたばね２８および
３０の滑走トルクがハウジング２２とタブ２４と
の間の接合角度関係を保持するのに必要なトルク
よりも小さな場合にのみ余分な回転が連続した滑
走を発生できる。

開口の面によつてタブに作用される力は各ばね
をハブ２４の回りに締付けさせそれにより各ばね
はハブ上でばねを滑走させるのに必要なトルクよ
りも大きくはない程度にハブ２４へのトルクを伝
える。少ない巻き数のばねを複数個（第１〜４図
においては２本のみである）使用することは、各
ばねから所要の滑走トルクを得る確率を増加し、
それはまた平均化効果を提供する。ハウジング２
２が面４６を両タブ３２およびタブ３４に再び接
合させるのに十分に移動するよう矢印５３の方向
へ再び回転されると、タブは再び整合され、そし
て矢印５２の方向と別の逆方向の回転はトルクを
前述のように増大してハブに作用させる。

クラツチの本実施例の作動は逆にされたばねを
有するクラに組立てることにより逆転できる。す
なわち、そのためにばねの他端側にタブがあるこ
とを除いて、ばねは第２図におけると同様に現わ
れる。

第５〜７図に示される本発明の実施例は僅少異
なつた手段ではあれ本発明の全ての利点を提供す
る制御自在な双方向クラツチである。ハウジング
５４および５６はそれぞれ出力および入力要素で
あり、その各々はトルク伝達のためのシヤフト、
プーリリー、スプロケツト、歯車あるいはその他
の適当な部材に取着できる。軸受７４はハブ５６
と同軸状に整合されてハウジング５４の開放端を
保持する。この実施例もまた、２つのばね５８お
よび６０のみを備え、この場合、各ばねは２つの
タブを有し、各タブは各ばねの各端近傍に堅固に
取着される。タブ６２および６４はばね５８に取
着され、そしてタブ６６および６８はばね６０に
取着される。ハウジング５４の開口５８は軸方向
に向けられかつ平行な荷重面７０および７２を有
する長方形体である。これら２つの荷重面の各々
は、単独の面を形成するように整合した形体であ
りえるが、必ずしも必要ではなく、各ばねタブに
ついて１つづつ対応する、分割された２つの面と
して考えるべきである。制御シリンダー７８の形
体の制御要素は、作動時の要素に応じてハウジン
グの回りに幾分回転できかつタブ６２，６４，６
６および６８に接合できるようにハウジング５４
の回りに配置される。軸回り運動がハウジング５
４の開口７６内に突出するキー８２により阻止さ
れる。第７図を参照すると、キー８２は相互に関
して変移された２つの軸方向に指向した部分で形
成され、その一方の部分は面９０および９１を有
し、他方の部分は面８８および９２を有すること
が解る。第５図に示されるように、適当な外部制
御装置（機械的または電気的な装置）の一部であ
る作動部８０はその歯形端８４が制御シリンダー
７８上の対となる歯形リング８６に係合できるよ
う半径方向に移動できねばならない。

この実施例のクラツチの作動は第５，６および
７図から明らかとなりえる。第５図はトルクをハ
ブ５６からハウジング５４に伝達している状態の
クラツチを示す。作動部８０は制御シリンダーを
乗せたハウジング５４に沿つて自由に回転するよ
う制御シリンダー７８から離れて引込まれる。そ
れ故、制御シンダー７８はこの回転方向でばね５
８および６０を緩めるのに必要なタ６４または６
８への制止力を適用できない。ばね５８および６
０はハウジング５４の開口７６の面７０によりタ
ブ６２および６４に作用する力によつて固く巻付
けられる。ばね６０のタブ６６および６８、並び
にばね５８のタブ６２および６４の間隔は荷重面
７０がタブ６２および６６と接合したときに荷重
面７２とタブ６４および６８との間では接合でき
ないようになつている。タブ６２および６６を面
７０に押し付けることはハウジング５４をハブ５
６と共に回転させる。この状態においてクラツチ
は継がれたと称される。

クラツチを切るには、第６図に示されるよう
に、作動部８０を制御シリンー７８に持つてくる
ことのみが必要であり、それにより作動部の歯８
４は制御シリンダー７８の歯形リング８６に係合
してそれを停止しそしてハブ５６が回転を継続し
かつそれと共に２つのばねを継続して回転するよ
うにキー８２をブ６４および６８に接合させる。
先行するタブ６４および６８が回転を阻止された
ときに、ばね５８および６０は緩められ、それに
より、それにも掛わらずその面上で滑走するばね
と共に回転し続けることのできるハブ５６をそれ
らはもはや把持しない。ハウジング５４へのトル
クの伝達はば５８および６０の回転を停止すると
即らに停止する。ばね５８は第６図に示されるよ
うなキー８２の面９０および９２間の変移によつ
てばね６０の場合よりもクラツチの切離しに従つ
て僅少異なつた位置に移動する。クラツチを再び
継ぐとハウジング５４の面７０はばね５８よりも
僅少早くばね６０に係合させるようタブ６２に接
合するより僅少早くタブ６６と接合する。荷重さ
れた負荷物がハブ５６上でばね６０を滑らせるの
に十分であると負荷物の加速度は滑走を行えない
クラツチにおけるよりも小さい。

この実施例の全体的作動は入力の回転が逆転さ
れそしてクラツチが継がれたときに反対方向のト
ルクを確実に可逆、伝達できる。

この実施例において２つのばねの変移位置はキ
ー８２の段によつて達成される（３つまたはそれ
以上のばねである場合には多段で使用されるべき
である）。第１実施例において変移はハウジング
２２の開口４４の形体に組込まれる。第８〜１１
図の実施例において、変移はばねのタブの位置に
おける僅少な差異で行われる。これらのいづれの
手段も、他の場合とも同様に、所望の効果を達成
するよう使用しうる。これらの実施例の説明にお
いて２つのばねのみが使用されているのではある
が、負荷物の更に多くの段階的加速を達成するよ
う３つまたはそれ以上使用できることは明らかで
ある。

第８〜１１図は本発明の実施例を示し、そこに
おいてクラツチは常に出力要素を一方向に移動す
るような負過物を支持するのに使用される。第８
図を参照すると、ハブ９４は長方形スピア
（spear）９８により固定構造物９６に装着され、
スピア９８はハブ９４のそれ自体の軸の回りでの
回転を阻止するよう形成される。２つのばね１０
０および１０２は前述の実施例と同じ形体でハブ
９４の回りに配設される。ばね１００はその両端
近傍に取着されるタブ１０４および１０６を有す
る。ばね１０２は、この場合ではタブ１０８およ
び１１０をばね１００におけるタブ１０４および
１０６の場合よりも僅少遠く離れて配置している
ことを除き、その端部近傍にまた配置されるタブ
１０８および１１０を有する。前述の如く、ばね
ワイヤーに溶接されるかあるいはむしろばねを形
成するところからワイヤーを破断する力とほぼ同
じ大きな力をタブに伝達できるような手段で取着
される。ハウジング１１２は開口１１４を有する
円筒形スリーブであつて最初の実施例のものに非
常に似た外形形体を有する。しかしながら、この
実施例において、第１１図に示されるように、開
口１１４は長方形ではなくてばね荷重面１３６，
１３８，１４０および１４２、並びににキー荷重
面１４４および１４６を有する。制御要素１２２
は、第５図のキー８２の手段における変移位置に
キー１２６を有しないことを除き、前述の実施例
のものと同様な内部キー１２６を有する。制御要
素１２２は、ベルト１３０をその上に配置できる
プーリー１２８が制御要素１２２の一端に形成さ
れていることについて、前記２つの実施例の対応
する部分ともまた異なる。

ばねタブ１０４，１０６，１０８および１１０
は第８〜１０図に示されるように開口１１４を通
り突出する。開口１１４は、ばねタブのいづれか
１つが開口１１４のその対応するばね荷重面と接
合したときに、キー１２６はその対応するキー荷
重面を最初に当接するので、そのタブが制御要素
１２２のキー１２６に同時に当接できないような
形体を有する。ハウジング１１２の単なる伸延部
でもあるキヤツプスタン１１６は負荷物を支持す
るよう使用されれる索１１８をその上に巻き付け
るための巻取胴を形成する。キヤプスタン１１６
の外方側端部は固定構造物１２０に設けられた内
部軸受に支持される。

この実施例のクラツチはベルト１３０の運動に
よつて作動される。ベルト１３０が静止されそし
て、第８図に示されるように、索１１８により負
荷物を支持している場合、それ自体の軸回りでの
回動を阻止されたハブ９４の回りにばね１００お
よび１０２を締め付けるようばね荷重面１３６お
よび１４０をタブ１０４および１０８に接合させ
たときに、キヤプスタン１１６は回転を阻止され
る。第９図の矢印１３２に対向する方向へベルト
１３０を移動することはキー１２６をキー荷重面
１４４に対向させると、ハウジング１１２を回転
し始めかつ索１１８によつて支持された負荷物を
持ち上げ始め、そしてばね荷重面１３６および１
４０を接合していたタブ１０４および１０８から
離れるよう動かす。キー１２６は次いでタブ１０
４および１０８に接合してばね１００および１０
２によるハブ９４の把持を解放させ、ベルト１３
０が同一方向へ移動している間はその運動を連続
できる。

ベルト１３０が第９図の矢印１３２で示す方向
に動かされると、プーリー１２８および制御要素
１２２は、キー１２６をばねタブ１０６および１
１０に接合させる第９図の矢印１３２の方向へ回
動される。タブ１０６および１１０への圧力ばね
１００および１０２にそれらによるハブ９４の把
持を解放してハウジング１１２を回転できそして
索１１８をキヤツプスタン１１６から巻き戻され
うる。これらは従来のばねクラツチにおいて「段
階飛び」と称される変動運動を発生する状態であ
る。

段階飛びは、相関的運動のないときのばねとハ
ブとの間の摩擦が運動時よりも大きいために、単
一ばねクラツチにおいて発生する。制御要素が負
荷物を下ろすようクラツチを切るように移動され
るとき制御要素がばねの一端のタブを移動してい
る間であり更に他端の負荷支持タブが移動し始め
ない間の時間となる。ばねとハブとの間の空間は
この時間中に増大する。十分にばねがハブから解
放されたとき、それにより残余分ではもはや負荷
物を支持できず、そのとき負荷は動き始める。一
旦自由に移動してしまうと、本装置はすぐにより
小さな摩擦抵抗を有しそしてハウジングは制御要
素よりも速い回転となるまで下降する負荷物によ
つて加速される。ある時点で、ハウジングはばね
とハブとの間の空間を取るのに十分遠くへ移動し
その時ばねは再びハブの回りに堅く巻き付きそし
てタブは負荷物を停止しかつ支持するのに十分な
力をハウジングに発生する。クラツチはそのとき
再び継がれそして制御エレメントのその後の運動
はこの行程の繰返しで行われる。

本発明は、その一方が負荷物を支持するのに必
要なトルクよりも小さなトルクで滑るよう作られ
た２つのばねにより段階飛びを除去する。負荷物
を持ち上げる間、キー１２６は第１０図に示され
るようなばね１００および１０２のそれぞれのキ
ー１０４および１０８と同様にハウジング１１２
の面１４４にそれぞれ接合する。負荷物が持ち上
げられたのち、ばねはタブ１０４を面１３６に接
合しかつタブ１０８を面１４０に接合して第８図
に示されるように置かれそして両ばねは負荷物を
支持するのを助長する。第１０図に示されるよう
に、ばね１００のタブ１０４および１０６はばね
１０２のタブ１０８および１１０の場合よりも相
互に近接している。プーリー１２８が負荷物を下
ろすように回転されると、キー１２６はタブ１１
０と接合する前にタブ１０６に接合する。それ
故、ばね１００は緩められ、そして負荷物全体を
支持することの出来ないばね１０２は滑り始め
る。キー１２６にタブ１１０との接合を避けさせ
るのに十分速く滑る場合、ばね１０２は緩められ
ない。ばね１０２の滑走時に生ずる摩擦は負荷物
の急速な加速を防止しそして下降中の負荷物のエ
ネルギーを吸収するよう助力して段階飛びを防止
する。

第１１図に示される開口１１４の形体は重要な
別の効果を提供する。索１１８により支持された
負荷物がベルト１３０の運動によつて上昇または
下降されるとき、ハウジング１１２を回転させる
力はキー１２６によつて伝えられる。ハウジング
１１２の開口が前述の実施例におけるように長方
形であると、運動力はキー１２６によつて22つの
ばねタブへそしてそこから長方形開口の荷重面に
伝わる。キー１２６と接合することとなるばねタ
ブにおける面の面積は小さいので、荷重力はばね
タブを形成する鋼材のように強い材料で形成され
るキー１２６に要求されるような大きな圧力を発
生できる。しかしながら、制御要素１２２は外部
のプーリーや内部のキーを有する複合部分であ
る。このような部分は複雑な形体を再現する鋳型
形成で最も効率良く形成できるが強度の弱い部分
を生ずる。タブを形成することはクラツチ内に余
分な空間をより大きく必要としそして損傷しつつ
あるばねに不均一に荷重させてしまう。より良い
解決法は運動荷重を押し付けられる要素の列から
ばねタブを取り除くことである。第８〜１１図の
クラツチが作動される場合、キー１２６はハウジ
ング１１２を回転させる回転方向いかんで荷重面
１４４または１４６に接合する。その回転が開始
されたのち、キー１２６は次いでばねを解放させ
て負荷物を支持していた２つのばねタブに接合す
る。ばねタブはキー１２６と開口１１４のばね荷
重面の両者に同時に接合できないので、負荷物を
動かすのに必要な運動力がばねタブを介して伝達
されることはない。面１４４および１４６はばね
タブより更に大きな接合面積でありえるので、キ
ー１２６における必要強度は減少されそしてこの
必要強度の減少はこの部分の製造に適当な鋳型形
成で行える。入力荷重面は、ここに述べた実施例
におけるように、直接に、あるいは、前に述べた
実施例におけるように、ばねタブを介して、出力
要素の荷重面に接合できることを認識すべきであ
る。

本クラツチは双方向型である。索１１８がキヤ
プスタン１１６上で他方向に巻き取られる場合、
クラツチの作動全体は逆に動かされる。

本発明はここに示した型式以外の多くの型式の
ばねクラツチにも利用できる。開示した実施例で
その概念をより容易に理解できる。これらの実施
例において、ハブ（ばねが摩擦的に接合する面を
有する要素）はその回りに配設されたばねを有す
るクラツチにおける中心部である。外部要素（ば
ねのタブとの接合を行なう要素）はばねの外側に
同心円状に設けられる。しかしながら、ばねが円
筒形シエルと摩擦的に接合するようにこれらの要
素を配列し直すこともできる。このような実施例
において、弛緩時の直径をシエルの内直径より僅
少大きくかつそのタブをそのとき半径方向の外方
へではなくて内方に向けたばねがシエル内に納め
られるよう僅少縮められる。内部要素はそのとき
タブに接合できる半径方向キーを有する。制御要
素は、この実施例においては、ばねタブとの必要
な接合をまた行えるように形成されねばならな
い。

上述の種々の実施例はばねタブが出力要素によ
つて接合される位置間での変移を遂行するための
幾つかの手段を開示している。一般的な情況にお
いて、共働するばねおよび要素の製造における部
品寸法の変更がある。この変更は通常、前述した
手段で２つまたはそれ以上のばねを使用して本発
明を具体化したクラツチが大きな慣性負荷物を十
分に取扱えるように十分に大きい。それ故、適当
なトルクで滑るよう適当に企図された複数のばね
を使用して、本発明の望ましい効果が第９図に示
された手段で無理のない作動形体によつて生ず
る。しかしながら、非常に重い負荷物を有して迅
速に速度を変化させることを要求されたクラツチ
のためには、負荷物の更により段階的な加速に備
えるよう１つのまたは別の型式の変移手段を包含
することによつて作動を更に改良するのが望まし
い。

本発明は特定の実施例を参照して説明されては
いるが、これらの実施例は本発明の要旨の単なる
適用例を示しているのにすぎないことを理解すべ
きである。本発明の主旨および範囲を逸脱するこ
となしに、多くの修正をここに述べられたことに
ついて遂行できかつその他の配列を案出できる。