JPS6314111Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、入力回転部材から出力回転部材へ
のトルク伝達を遮断すると同時に出力回転部材の
回転を制動するクラツチ・ブレーキ装置に関し、
特に、芝刈機のような動力によつて駆動される切
刃を備えた機械において、その切刃にトルクの伝
達・遮断と制動を与えるために、その動力源の回
転軸に軸装されるクラツチ・ブレーキ装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、回転切刃芝刈機に使用されるこの種装置
としては、例えば米国特許第4141439号明細書に
開示されているように、回転軸に軸線方向可動に
嵌装された出力回転部材の半径方向フランジ部の
一方の面を円板スプリングで押圧するとともに、
その他方の面にそれと正対させたクラツチ板とブ
レーキ板とをほぼ同一平面上で同心状に配置し、
さらにそのクラツチ板の反出力回転部材側には入
力回転部材の半径方向フランジ部を正対させると
ともに、前記ブレーキ板の反出力回転部材側には
鋼球で作動するカム機構の環板を正対させ、その
カム機構によつてクラツチ板とブレーキ板とが上
記出力回転部材のフランジ部片面と選択的に摩擦
係合するように構成したクラツチ・ブレーキ装置
が知られている。

繰したがつて、この装置では、前記出力回転部
材のフランジ部に対する前記ブレーキ板の押圧力
がなくなると、前記円板スプリングが前記出力回
転部材のフランジ部を前記クラツチ板に押圧して
両者が互に摩擦係合している間は、そのクラツチ
板を介してトルクが入力回転部材から出力回転部
材へ伝達され、一方ボール式のカム作動機構の一
部をなす前記環板が、繰作盤の回動に基く軸線方
向の移動によつて、前記円板スプリングの押圧力
に抗してブレーキ板を押圧移動させると、それに
よつて前記出力回転部材のフランジ部とクラツチ
板との係合が解かれてトルクの伝達が遮断される
と同時に、そのフランジ部はブレーキ板と摩擦係
合してその回転が制動される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この種のクラツチ・ブレーキ装
置においては、駆動トルクの伝達が、専ら前記円
板スプリングの押圧力によつて生ずる出力回転部
材のフランジ部とクラツチ板との摩擦係合力に依
存しているので、その出力回転部材に固定されて
いる刈刃で芝を刈つている場合に、その刈刃が異
物に当つたりして出力回転部材にかかる負荷が急
激に増大すると、そのフランジ部とクラツチ板と
の間にスリツプを生じて、トルク伝達能力が低下
したり、あるいは断続的に出力して刈刃の安定し
た回転状態を得ることができなくなるばかりでな
く、このようなスリツプの発生はクラツチ板を急
激に摩耗させ、それによつて長期にわたる安定し
たトルク伝達が得られない上に、このような急激
に増大した負荷にも耐える駆動トルクを得るため
には、弾発部材として使用されている前記円板ス
プリングの押圧力を大きく設計する必要があり、
そうすると前記の過大な負荷がエンジン等の駆動
側にも及んで、その耐用年数を短かくしてしまう
という問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は、このような問題点を解決するため
に考え出されたものであつて、回転軸に一体回転
可能に軸装されるボス部と半径方向フランジ部と
を有する入力回転部材、その入力回転部材のボス
部上または前記回転軸上に空転自在に嵌装される
ボス部と半径方向フランジ部とを有する出力回転
部材、前記入力回転部材のフランジ部の外側に軸
線方向の変位を自在として配置された制動環板、
この制動環板および前記入力回転部材のフランジ
部に圧接するとともに、前記出力回転部材のボス
部に、前記出力回転部材と一体回転可能かつ軸線
方向の移動可能に嵌合された環状摩擦板、この環
状摩擦板と前記出力回転部材のフランジ部との間
に配置されて、前記環状摩擦板を前記入力回転部
材のフランジ部に押圧する弾発部材、この弾発部
材の押圧力に抗して前記制動環板を軸線方向に移
動させることによつて前記環状摩擦板を前記入力
回転部材のフランジ部より離間させるボール式の
カム作動機構を備え、そのボール式カム作動機構
の作動によつて前記環状摩擦板が前記入力回転部
材のフランジ部および前記制動環板と交互に摩擦
係合し、それによつてクラツチ係合状態またはク
ラツチ解放・制動状態が得られるクラツチ・ブレ
ーキ装置において、前記出力回転部材のボス部端
部には、前記環状摩擦板と嵌合する歯部が形成さ
れ、一方同出力回転部材のフランジ部には、内周
部寄りを深く、かつ外周部寄りを浅くした複数個
の半径方向の傾斜溝が形成されて、そのフランジ
部と前記環状摩擦板との間に所定径の鋼球が組込
まれるとともに、前記出力回転部材のフランジ部
の非傾斜溝部分と、前記環状摩擦板との間に前記
弾発部材が挿入されていることを特徴とし、単に
出力回転部材のフランジ部に傾斜溝を設け、その
溝内に鋼球を組込むという簡単な手段により、ト
ルク伝達中には、出力回転部材の回転によつて生
じる遠心力を受けた鋼球が、傾斜溝内を半径方向
外方へ移動して楔状に作用する力を発揮し、弾発
部材と共同して環状摩擦板を入力回転部材のフラ
ンジ部に押圧し、それによつて出力回転部材に与
えられる或限度内の負荷変動に対しては、この鋼
球の押圧力によつて環状摩擦板と入力回転部材の
フランジ部との間の摩擦係合状態を一層強固に保
持してスリツプの発生を防止するとともに、この
楔状に作用する力が失われるほど回転数が低下す
る過大な負荷が出力回転部材に与えられたときに
は、上記の摩擦係合状態を瞬時に解除して異常な
過負荷運転を避けることができるこの種装置を提
供することを目的とするものである。

〔実施例〕

ついで、この考案の装置を実施例により図面を
参照しながら説明する。

第１図にはこの考案の装置の実施例を縦断側面
図で示してある。図面に示したように、この考案
の装置Ａは、芝刈機のエンジンである回転機１の
回転軸２にベアリング３を介して支持する操作盤
４と、回転軸２にキー５で回り止め嵌着し、ワツ
シヤ６とボルト７で軸装された円筒状入力回転部
材８と、この入力回転部材８のボス部８Ａにベア
リング９を介して空転自在に支持される出力回転
部材１０とを有してなる。

出力回転部材１０は回転軸２に対して同心配置
とするとともに空転自在に支持するものであれば
よく、回転軸２が長い場合には、直接回転軸２に
ベアリングを介して支持してもよい。

前記出力回転部材１０はボス部１０Ａとフラン
ジ部１０Ｂとを有し、ボス部１０Ａの先端部分に
はスプライン歯部１１を形成し、またフランジ部
１０Ｂには図示されていない芝刈機の刈刃が固定
される。

スプライン歯部１１は、ボス部１０Ａの肉厚が
薄い場合、クラウン歯部としてもよい。

前記入力回転部材８のフランジ部８Ｂと出力回
転部材１０のフランジ部１０Ｂとの間にはフラン
ジ部８Ｂに摩擦接触自在の摩擦片１２Ａを有する
環状摩擦板１２を同心配置してある。

環状摩擦板１２は、前記スプライン歯部１１に
噛合うスプライン孔１３Ａを中心に形成した環状
板１３に摩擦片１２Ａを固着した部材であつて、
摩擦片１２Ａは内周寄りのほぼ半部を前記フラン
ジ部８Ｂに正対し、外周寄りのほぼ半部を、回転
軸２に対して同心配置とした制動環板１４に正対
させてある。

制動環板１４は、二段円筒形のカバー１５を回
転機１の機枠１Ａに固着する３等角度分割位置に
配置の３本（１本のみ図示）の取付け部材として
のボルト１６を案内として軸線方向に変位自在
に、かつ円周方向の変位を禁止されて支持されて
おり、カバー１５との間に設けたばね１７により
常時前記操作盤４方向に圧進しようとする習性を
与えられている。

前記操作盤４と制動環板１４とはボール保持用
環状板１８に取付けられたボール１９を介して互
いに接触しており、これら操作盤４、制動環板１
４およびボール１９により、ボール式のカム作動
機構が構成されている。

ボール１９は、３乃至４等角度分割位置に設け
てあり、第２図に作動態様を拡大縦断側面図で示
してあるように、ボール１９は、操作盤４側に設
けた傾斜底溝２０と、制動環板１４側に設けた傾
斜底溝２１との間に挟持されている。

傾斜底溝２０と２１は、底の傾きを互いに逆と
してあり、操作盤４に取付けた円弧状長孔２２ａ
が形成された操作レバー２２（第１図参照）を芝
刈機のハンドル操作により、操作盤４を所定小角
度回動して、第２図に示すよう傾斜底溝２０と２
１の最深部側の端部２０ａと２１ａの距離を大き
くｌにすると、ボール１９が傾斜底溝２０と２１
の浅い部分に接するようになつて制動環板１４が
操作盤４から離れる方向に移動する。

また、第３図に作動態様を拡大縦断側面図で示
してあるように、傾斜溝２０と２１の最深部側の
端部２０ａと２１ａの距離を小さくl′にすると、
ボール１９が傾斜底溝２０と２１の最深部に入つ
て、操作盤４と制動環板１４の距離が最小とな
る。

即ち、操作盤４の所定小角度切換回動により、
操作盤４と制動環板１４との距離が変化し、第２
図と第３図によつて明らかなように制動環板１４
は軸線方向に必要変位量ｍだけ変位する。

一方、前記出力回転部材１０は、第４図に平面
図で、また第５図に正面図で示してあるように、
フランジ部１０Ｂに、プレス成形により傾斜溝２
３を形成してある。

傾斜溝２３は出力回転部材１０の内周部寄り部
分を深くしてあり、この実施例では４等角度分割
位置に設けてあるが、３等角度分割位置に設けて
あれば十分である。いずれの場合にも組立てた状
態において、第１図に示してあるよう環状摩擦板
１２の環状板１３との間に介在させる鋼球２４を
装入してある。

さらに、出力回転部材１０のフランジ部１０Ｂ
外周縁に近い部分に一端を当接させて、環状摩擦
板１２を押圧する弾発部材としての圧縮コイルば
ね２５を組込んである。

上述の構成からなるこの考案の装置は、芝刈機
に備えられるハンドルとワイヤーを介して一体に
回動操作される操作盤４を回動して、第２図に示
したように、ボール１９が、傾斜底溝２０と２１
の最も浅い部分に臨むようにすると、操作盤４か
ら離れる方向に制動環板１４が押されるので、環
状摩擦板１２が圧縮コイルばね２５の弾発的押圧
力に抗して押され、入力回転部材８のフランジ部
８Ｂから離される。

この状態が、制動状態であり、第１図に全体
を、また、第６図に一部を縦断側面図で示したよ
うに、入力回転部材８から出力回転部材へのトル
ク伝達がしや断されると同時に、出力回転部材１
０が慣性により空転することなく停止される状態
である。

この状態から、第３図に示すようにボール１９
を、傾斜底溝２０，２１の最深部に位置させる
と、ばね１７に押されている（第１図参照）制動
環板１４が操作盤４方向に移動し、同時に圧縮コ
イルばね２５が環状板１３を押すので、環状摩擦
板１２は制動環板１４の移動に伴い、軸線方向に
移動して、第７図に一部を縦断側面図で示してあ
るように、環状摩擦板１２の摩擦片１２Ａが入力
回転部材８のフランジ部８Ｂに圧接する。

ここで、前記ボール１９によつて制動環板１４
の変位量ｍを十分に大きくしてあるので、摩擦片
１２Ａがフランジ部８Ｂに圧接したのち、さらに
制動環板１４が前記ばね１７の弾発力により操作
盤４方向に移動し、環状摩擦板１２より離間す
る。即ち、環状摩擦板１２と一体に回動する出力
回転部材１０に対する制動状態が完全に解除さ
れ、同時に、前記圧縮コイルばね２５の弾発力に
より環状摩擦板１２の摩擦片１２Ａが入力回転部
材８のフランジ部８Ｂに圧接して入力回転部材８
から出力回転部材１０へトルクが伝達される状態
となる。ここで、圧縮コイルばね２５の押圧力
は、入力回転部材８と出力回転部材１０の初期ト
ルクが得られるように設計されている。

出力回転部材１０が回転されると、出力回転部
材１０のフランジ部１０Ｂの傾斜溝２３内にある
鋼球２４も一体に回転し、鋼球２４はその遠心力
によつて傾斜溝２３の浅い部分、即ち外周寄り部
分に移動して環状摩擦板１２をさらに押圧し、そ
れによつて入力回転部材８と出力回転部材１０の
安定した駆動トルクが得られる。また、回転中、
刈刃にかかる負荷変動が生じ、回転数が変化して
も、その回転数が所定値を下回らない限り、鋼球
２４は、外周部寄りに移動しようとする遠心力を
受けていて楔状に作用し、つまり遠心力を受けて
いる鋼球２４の作用によつて上記駆動トルクが得
られているので、環状摩擦板１２の摩擦片１２Ａ
と入力回転部材８のフランジ部８Ｂとの摩擦係合
力を保持する。さらに、負荷が異常に大きくなつ
て、出力回転部材１０の回転を妨げるほどになれ
ば、回転数が急激に落ちることにより瞬時に遠心
力を失う鋼球２４が自由に傾斜溝２３内を移動で
きるようになつて、楔状に作用する能力を失い、
環状摩擦板１２の摩擦片１２Ａと入力回転部材８
のフランジ部８Ｂとの摩擦係合状態を解除するの
で回転機１に焼損事故を発生させるような過負荷
運転を避けることができるようになる。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、この考案は、
操作盤の所定小角度切換回動により入力回転部材
と出力回転部材とのトルクの継断を図ることがで
きるクラツチ機能と、トルク伝達しや断と同時に
出力回転部材の制動を図ることができるブレーキ
機能とを具備したクラツチ・ブレーキ装置におい
て、出力回転部材のフランジ部に複数個の傾斜溝
を設け、その溝内に鋼球を組込んで、遠心力を受
けた鋼球の作用によつて環状摩擦板を押圧し、そ
れによつて環状摩擦板と入力回転部材との摩擦係
合力を補強するようにしたので、出力回転部材回
転中における負荷変動に際して、その負荷変動が
一定値以下であれば、遠心力で移動している鋼球
の楔状作用によつて環状摩擦板の摩擦片と入力回
転部材のフランジ部との摩擦係合力の減少を阻止
することができて、スリツプ発生に伴う不安定運
転と環状摩擦板の摩耗を回避し、ひいては長期に
わたつて安定したトルク伝達・遮断および制動が
可能となり、また負荷が異常に増大して出力回転
部材の回転数が急激に低下した場合には、鋼球が
楔状に作用する力を瞬時に失つて環状摩擦板と入
力回転部材のフランジ部との係合状態を解除する
ので、回転機（例えばエンジン）に焼損事故を発
生させるような過負荷運転を避けることができる
上に、出力回転部材そのものに傾斜溝を設けてい
るので、使用部品点数は鋼球の付加による増加だ
けでよく、部品点数の増加に伴うコストアツプを
最小に抑制できるなど優れた利点を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の装置の実施例を、トルク伝
達しや断状態で示した縦断側面図、第２図はトル
ク伝達しや断時のボールの状態を示す拡大縦断側
面図、第３図はトルク伝達時のボールの状態を示
す拡大縦断側面図、第４図は出力回転部材の平面
図、第５図は同、正面図、第６図はトルク伝達し
や断時の要部の一部分を示す縦断側面図、第７図
はトルク伝達時の要部の一部分を示す縦断側面図
である。 図面において、Ａ……この考案の装置、１……
回転機、１Ａ……本体、２……回転軸、３……ベ
アリング、４……操作盤、５……キー、６……ワ
ツシヤ、７……ボルト、８……入力回転部材、８
Ａ……ボス部、８Ｂ……フランジ部、９……ベア
リング、１０……出力回転部材、１０Ａ……ボス
部、１０Ｂ……フランジ部、１１……スプライン
歯部、１２……環状摩擦板、１２Ａ……摩擦片、
１３……環状板、１３Ａ……スプライン孔、１４
……制動環板、１５……カバー、１６……ボル
ト、１７……ばね、１８……ボール保持用環状
板、１９……ボール、２０，２１……傾斜底溝、
２０ａ，２１ａ……端部、２２……操作レバー、
２３……傾斜溝、２４……鋼球、２５……圧縮コ
イルばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転軸に一体回転可能に軸装されるボス部と半
   径方向フランジ部とを有する入力回転部材、その
   入力回転部材のボス部上または前記回転軸上に空
   転自在に嵌装されるボス部と半径方向フランジ部
   とを有する出力回転部材前記入力回転部材のフラ
   ンジ部の外側に軸線方向の変位を自在として配置
   された制動環板、この制動環板および前記入力回
   転部材のフランジ部に圧接するとともに、前記出
   力回転部材のボス部に、前記出力回転部材と一体
   回転可能かつ軸線方向の移動可能に嵌合された環
   状摩擦板、この環状摩擦板と前記出力回転部材の
   フランジ部との間に配置されて、前記環状摩擦板
   を前記入力回転部材のフランジ部に押圧する弾発
   部材、この弾発部材の押圧力に抗して前記制動環
   板を軸線方向に移動させることによつて前記環状
   摩擦板を前記入力回転部材のフランジ部より離間
   させるボール式のカム作動機構を備え、そのボー
   ル式カム作動機構の作動によつて前記環状摩擦板
   が前記入力回転部材のフランジ部および前記制動
   環板と交互に摩擦係合し、それによつてクラツチ
   係合状態またはクラツチ解放・制動状態が得られ
   るクラツチ・ブレーキ装置において、前記出力回
   転部材のボス部端部には、前記環状摩擦板と嵌合
   する歯部が形成され、一方同出力回転部材のフラ
   ンジ部には、内周部寄りを深く、かつ外周部寄り
   を浅くした複数個の半径方向の傾斜溝が形成され
   て、そのフランジ部と前記環状摩擦板との間に所
   定径の鋼球が組込まれるとともに、前記出力回転
   部材のフランジ部の非傾斜溝部分と前記環状摩擦
   板との間に前記弾発部材が挿入されていることを
   特徴とする前記クラツチ・ブレーキ装置。