JP3607518B2

JP3607518B2 - Automatic detachable coupling device

Info

Publication number: JP3607518B2
Application number: JP06094399A
Authority: JP
Inventors: 重治越智; 武志丹下; 巖洋新開
Original assignee: JFE Steel Corp; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP2000257647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動着脱カップリング装置に関する。さらに詳しくは、厚板や薄板、形鋼、棒線材、鋼管等は、複数段の圧延スタンドを設けた圧延ラインで圧延成形していくが、常時同じ圧延スタンドを用いるわけではなく、材料の仕上げ寸法の変更や圧延スタンドの保守点検等の理由により、圧延スタンドは適宜交換して使用される。このような圧延ラインにおいて、ラインの一側には駆動モータと減速機が固定的に配置されており、ラインの他側から圧延スタンドが出し入れされ、ライン中に設置された圧延スタンドは駆動側の減速機と自動着脱カップリングを介して接続される。また、これらの圧延スタンド内にあって外部から調整が必要な圧下調整機構等の駆動も自動着脱カップリングを介して動力が伝達される。さらに前記駆動ロール等のほかにアイドラロールを有する４ロール圧延機では、アイドラロールの予駆動装置が設けられることがあり、この予駆動装置も、ラインの一側に固定的に設けた駆動モータと自動着脱カップリングを介して接続される。本発明は、このような圧延スタンドのほか、固定の駆動側と移動する被駆動機器の間における駆動系の着脱に一般的に用いられる自動着脱カップリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動着脱カップリングとして、実公平８−７９２１号公報に記載されたカットアウト形ギアカップリングがある。この従来例は、圧延スタンドの駆動軸の先端に設けた外歯と、減速機の出力軸の先端に設けた内歯とを噛み合わせたり噛み合いを外したりすることにより、着脱する機構を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記従来例では、歯の噛み合わせをしやすくするため、歯端を面取りしているが、それでも結合する確率が低く、しかも、内歯と外歯を用いるとギヤカップリングの回転径が大きくなって慣性モーメントが大きくなり大容量モータでないと加減速性能が劣り、さらに芯ズレの大きい状態では使えないという問題がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑み、
（１）駆動側が地上固定で、被動側が入れ替りの多い圧延スタンド等の機器において、駆動軸系を自動結合、自動分離できること、
（２）自動結合は、トルク伝達の確実な機械的結合ができること、
（３）回転体の慣性モーメントを最少にして、回転加減速を低容量モータで短時間で行えること、
（４）ロール圧下調整やガイド位置調整等で、被動側軸の位置が変り、ある程度芯ズレが生じても、結合の際に自動センタリングして着脱できること、
が達成できる自動着脱カップリング装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の自動着脱カップリング装置は、被動側クラッチと共に噛み合いクラッチを構成する駆動側クラッチと、該駆動側クラッチが先端に結合されたカップリング軸と、該カップリング軸を回転自在に支えるホルダーと、該ホルダーを前進させたり後退させる前後進手段と、前記ホルダーを上下・左右変位自在に支持する変位許容型支持手段と、前記カップリング軸を駆動モーターに接続する伸縮自在なユニバーサルジョイントとからなり、前記被動クラッチが、被動軸に固定されており、先端にクラッチ爪を有するクラッチ胴と、該クラッチ胴の外表面に、該クラッチ胴の軸心と直交する軸まわりに回転自在に取付けられた複数の回転体と、前記クラッチ胴の軸心に形成されたガイド孔とからなり、前記駆動側クラッチが、前記カップリング軸に固定されており、先端にクラッチ爪を有するクラッチ胴と、該クラッチ胴の外表面に固定され、前方に突出したセンタリング爪と、前記クラッチ胴の軸心に固定され、前方に突出したガイド棒とからなることを特徴とする。
請求項２の自動着脱カップリング装置は、請求項１記載の発明において、前記複数の回転体は、前記クラッチ胴の外周に等間隔に配置された４個の前記回転体からなり、前記駆動クラッチの前記センタリング爪は、前記クラッチ胴の外周に等間隔に配置された２枚のセンタリング爪からなり、該センタリング爪が、その先端部を平面視三角形に形成され、前記ガイド棒がその先端部を円錐形に形成されていることを特徴とする。
請求項３の自動着脱カップリング装置は、請求項１記載の発明において、前記前後進手段が、前記ホルダーを前後進自在に支持するスライドユニットと、前記ホルダーを前方に弾発付勢する付勢スプリングと、前記ホルダーを後退操作するシフトレバーとからなることを特徴とする。
請求項４の自動着脱カップリング装置は、請求項１記載の発明において、前記変位許容型支持手段が、前記スライドユニットと前記ホルダーの間に、ルーズに取付けられた支持ピンと、該支持ピンに外挿され前記スライドユニットと前記ホルダーの間に配置され、前記ホルダーを弾発的に支持する支持スプリングとからなることを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によれば、つぎの効果を奏する。
（１）カップリング軸を支えるホルダーを前後進させることができるので、固定の駆動側と移動する被動側との間で自動結合・自動分離が可能である。
（２）機械的に噛み合う噛み合いクラッチを用いているので、トルクを確実に伝達できる。
（３）変位許容型支持手段によりカップリング軸を支持するホルダーが上下左右に変位可能にし、かつ動力を伝達するユニバーサルジョイントがカップリング軸の変位に追従するので、芯ズレした被動側クラッチに対しても駆動側クラッチを噛み合いさせることができる。
（４）駆動側クラッチが被動側に前進すると、ガイド棒が被動クラッチのガイド孔に進入することによって、軸方向のアライメントが揃えられ、センタリング爪が回転体に係合することによって、駆動側クラッチと被動側クラッチとの回転方向の位相合わせが行われて、クラッチ同士が噛み合わされる。このようなガイド作用によって、噛み合い時の自動センタリングが行われるので、噛み合いが円滑である。また、大径になりがちなギヤを用いないので、慣性モーメントも小さくなり、低容量モータでも加減速性能を向上できる。
請求項２の発明によれば、ガイド棒の先端が円錐形であることにより被動クラッチの上下左右方向の変位に対し軸方向のアライメントを揃えることができ、センタリング爪の三角形の先端傾斜縁が被動クラッチの回転体に接触することにより、両クラッチ胴の回転位相を合わすようにセンタリングできるので、自動結合が円滑に行える。
請求項３の発明によれば、付勢スプリングによりカップリング軸と駆動クラッチを支持するホルダーを前進させるので、シフトレバーを解除するだけで自動結合することができる。また、噛み合い解除はシフトレバーの操作で任意に行える。
請求項４の発明によれば、ルーズに取付けられた支持ピンと弾発的に支持する支持スプリングにより、カップリング軸と駆動クラッチを支持するホルダーは上下左右に変位自在であるので、芯ズレした被動クラッチに対する結合が容易に行える。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る自動着脱カップリング装置の平面図、図２は同自動着脱カップリング装置の側面図、図３は図２のIII 線矢視図、図４の(A) 図は噛み合いカップリングのセンタリング動作の説明図、同(B) 図はセンタリング爪の噛み合い動作の説明図、図５は駆動側クラッチ３１と被動側クラッチ４１の部分斜視図、図６は図４のVI線矢視図、図７の(A) 図は噛み合いカップリングの噛み合い状態の断面図、同(B) 図は(A) 図のＢ線矢視断面図である。
【０００８】
図１〜２において、１は地上に固定された駆動側のベースであり、電動モータ２と本実施形態の自動着脱カップリング装置Ａが設置されている。３は被動側の移動フレームであり、例えば圧延ラインに対し直交方向から進退する圧延スタンドのアイドラロール予駆動装置の一部である。この移動フレーム３には被動側の減速機４が設置されている。
【０００９】
前記自動着脱カップリング装置Ａの詳細を説明する。
５はユニバーサルジョイントであり、軸部は外筒５ａと内筒５ｂとから構成されている。この外筒５ａと内筒５ｂはスプラインにより軸方向伸縮自在となっている。
６はカップリング軸で、前記ユニバーサルジョイント５により電動モータ２に連結されている。
前記カップリング軸６はホルダー７に通され、ベアリングを介して回転自在に支持されている。
このホルダー７の下方において、ベース１の上面にはスライドユニット１０が設置されている。このスライドユニット１０はスライドベアリング１１とスライドベース１２とからなり、スライドベアリング１１はベース１上に固定され、スライドベース１２はスライドベアリング１１上を前後方向に前後進する。
【００１０】
図２〜３に示すように、前記ホルダー７は、変位許容型支持手段２０で支持されている。このホルダー７の下面に取付けられたブラケット１５にはガイドローラ１４が回転自在に軸支されている。
前記変位許容型支持手段２０は、支持ピン２１と支持スプリング２２を備えている。支持ピン２１は４本用いられ、各支持ピン２１の下端はスライドベース１２の前後左右の４カ所に形成した孔に通されてルーズに取付けられており、かつ各支持ピン２１の上端はホルダー７の支持板７ａ、７ａの前後左右の４カ所に形成された孔に通されてルーズに取付けられている。そして、コイルバネ型の支持スプリング２２は前記支持ピン２１に外挿され、スライドベース１２とホルダー７の支持板７ａの間に介装されている。
この構造により、ホルダー７は常時上方に付勢されているが、下向きに変位させることも可能である。そして、ホルダー７は支持ピン２１を左右に傾斜させて左右に変位することも可能であり、この場合カップリング軸６は斜め左右方向に向きを傾斜させることになる。
【００１１】
図１に示すように、前記ユニバーサルジョイント５の下面におけるベース１上には、スプリング支持板２５が立設されており、このスプリング支持板２５と前記ホルダー７との間には、左右２本のガイド棒２６が取付けられ、このガイド棒２６に付勢スプリング２７が外挿されている。この付勢スプリング２７はホルダー７とスプリグ支持板２５の間に弾発的に介装されているので、ホルダー７を常時前方に付勢している。
【００１２】
図２に示すように、前記ベース１にはシフトレバー１７が軸１８で回転自在に支持されており、このシフトレバー１７を手動あるいは適宜の機構で回動させると、前記ホルダー７の下面のガイドローラ１４を押し動かすことができる。実線で示すように、シフトレバー１７を時計方向に回動させてガイドローラ１４を押しておくと、後述する噛み合いクラッチ３０は非結合位置に位置する。想像線で示すようにシフトレバー１７を反時計方向に回動させると、前記付勢スプリング２７の弾発力によりホルダー７およびスライドベース１２は前進させられる。この結果、後述する噛み合いクラッチ３０は噛み合わされる。
【００１３】
図１〜２に示すように、前記カップリング軸６の先端には駆動側クラッチ３１が結合され、一方、減速機４の主軸には被動側クラッチ４１が結合されている。これらの駆動側クラッチ３１と被動側クラッチ４１とで、噛み合いクラッチ３０が構成されている。
【００１４】
つぎに、前記噛み合いクラッチ３０の詳細を図４〜６に基づき説明する。
噛み合いクラッチ３０を構成する駆動側クラッチ３１と被動側クラッチ４１は、いずれも図５に示すように、円筒状のクラッチ胴３２，４２の先端部に頑丈な複数本のクラッチ爪32a ，42a を円筒方向等間隔に形成しており、互いのクラッチ爪32a ，42a を噛み合わせることにより、トルク伝達を確実にできるようにしたものである。
そして、この駆動側クラッチ３１と被動側クラッチ４１には、噛み合い時に軸方向のアライメントと、回転方向の位相を合わせる次のようなガイド手段が設けられている。
前記駆動側クラッチ３１は図４(A)
に示すように、クラッチ胴３２にセンタリング爪３３と、ガイド棒３４が設けられたものである。前記クラッチ胴３２は既述のごとく略円筒状の部材で、前記クラッチ軸６の先端部に固定されている。
前記センタリング爪３３は２本用いられ、クラッチ胴３２の外周に軸対称に取付けられ、前方に突出している。このセンタリング爪３３の先端部は同図(B) に示すように、平面視で三角形であり、その傾斜した側縁33a は後述する被動側クラッチ４１との位相合せ作用に重要である。
前記ガイド棒３４はクラッチ胴３２の軸心に取付けられている。なお、このガイド棒３４は別体の部材をクラッチ胴３２に取付けてもよく、クラッチ軸６の先端部をクラッチ胴３２に貫通させたものでもよい。このガイド棒３４の先端部は円錐形に形成されている。この円錐部分も被動側クラッチ４１に対するセンタリング動作に重要である。
【００１５】
前記被動側クラッチ４１は図４および図６に示すように、略円筒状のクラッチ胴４２とその外周に取付けられた回転体４３とから構成されている。前記クラッチ胴４２は減速機４の主軸８に結合されている。前記回転体４３は、例えば小形のベアリングなどが用いられ、４個がクラッチ胴の外周に軸対称等間隔にピン４４で軸支されている。このピン４４は、クラッチ胴４２の軸心に対し直交する軸を有している。したがって、この回転体４３はクラッチ胴４２の軸心に直交する軸まわりに回転自在である。
また、クラッチ胴４２の中心には、ブッシュ４５が挿入され、そのブッシュ４５の貫通孔はガイド孔４６となっている。このガイド孔４６は駆動側クラッチ３１のガイド棒３４の挿入により、共にセンタリング作用をするものである。
【００１６】
本実施形態の噛み合いクラッチ３０は上記のように、頑丈なクラッチ爪32a ，42a を機械的に噛み合わせるので、トルク伝達が確実である。そして、噛み合い時には、ガイド棒３４がガイド孔４６に進入して軸方向のアライメントを揃え、同時にクラッチ胴４２の外周に取付けた回転体４３にセンタリング爪３３が側方から係合してクラッチ胴３２とクラッチ胴４２の爪の位相をセンタリングする。このように、機械的結合を用いるのでトルクの伝達が確実であり、しかも直径がギヤカップリングほど大きくならないので、慣性モーメントが小さくなり、低容量モータであっても俊敏な加減速を可能とすることができる。
【００１７】
つぎに、この自動着脱カップリング装置の着脱作用を説明する。
（結合操作）
まず、図１〜２に矢印ａで示す方向に被動側機器が進入し、ライン上に位置する。この状態で、シフトレバー１７は実線図示位置であり、駆動側クラッチ３１は後退している。ここでシフトレバー１７を反時計廻りに動かすと、付勢スプリング２７の弾発作用により駆動側クラッチ３１は前進し、被動側クラッチ４１と噛み合おうとする。
このとき、被動側機器の主軸８は駆動側クラッチ３１に対し芯ズレを起こしていても、駆動側クラッチ３１は、カップリング軸６のホルダー７が支持スプリング２２で浮上状態に支持されているので、上下左右に変位可能であり、図４(A) に示すように、ガイド棒３４が被動側クラッチ４１のガイド孔４６に進入することができる。とくに、ガイド棒３４の先端は円錐形であるので、少しでもガイド孔４６に入ると、あとは互いの案内作用で、軸心が一致するように嵌り合う。
このように、ガイド棒３４がガイド孔４６に進入する過程で、図４(B) に示すように、センタリング爪３３は、その側縁33a で回転体４３に接触するが、前進方向の力と軸まわりの回転が組み合わさって、斜め前方の力ｆが発生し、センタリング爪３３は、隣接する回転体４３、４３の間にすべり込んでいく。このことにより、被動側クラッチ４１と駆動側クラッチ３１の位相合わせが行われる。
【００１８】
このようにして、駆動側クラッチ３１が被動側クラッチ４１に向けて完全に前進すると、互いのクラッチ爪32a ，42a 同士の噛み合いが完了する。この状態が図７の(A) 図および(B)
図である。このとき、センタリング爪３３は２個の回転体４３の間に嵌まっており、クラッチ爪32a ，42a 同士も確実に噛み合っている。そして、この噛み合いは機械的結合であるからトルクの伝達が確実である。
【００１９】
（離脱操作）
離脱操作は、図１〜２に示す被動側機器を矢印ａと反対方向に移動させることでよい。この場合、被動側クラッチ４１は駆動側クラッチ３１から、何物とも干渉することなく離脱する。
なお、この後、駆動側クラッチ３１は次の結合操作に備えて、シフトレバー１７を回動させて後退させておくとよい。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、自動結合・自動分離が可能であり、トルクを確実に伝達でき、芯ズレした被動側クラッチに対しても駆動側クラッチを噛み合いさせることができる。また、ガイド棒とガイド孔によってセンタリングされ、センタリング爪が回転体に係合することによって、位相合わせが行われ、噛み合い時の自動結合が円滑に行われる。
請求項２の発明によれば、ガイド棒の先端の円錐形状によるセンタリングとセンタリング爪の先端傾斜縁による回転位相合わせにより、より一層、自動結合が円滑に行える。
請求項３の発明によれば、シフトレバーを解除するだけで自動結合ができる。また、自動解除もシフトレバーの操作で任意に行える。
請求項４の発明によれば、カップリング軸と駆動クラッチを支持するホルダーは上下左右に変位自在であるので、芯ズレした被動クラッチに対する結合が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動着脱カップリング装置の平面図である。
【図２】同自動着脱カップリング装置の側面図である。
【図３】図２のIII 線矢視図である。
【図４】(A) 図は噛み合いカップリングのセンタリング動作の説明図、同(B) 図はセンタリング爪の噛み合い動作の説明図である。
【図５】駆動側クラッチ３１と被動側クラッチ４１の部分斜視図である。
【図６】図４のVI線矢視図である。
【図７】(A) 図は噛み合いカップリングの噛み合い状態の断面図、同(B) 図は(A) 図のＢ線矢視断面図である。
【符号の説明】
５ユニバーサルジョイント
６カップリング軸
７ホルダー
１０スライドユニット
１１スライドベアリング
１２スライドベース
２０変位許容型支持手段
２１支持ピン
２２支持スプリング
３１駆動側クラッチ
３２クラッチ胴
３３センタリング爪
３４ガイド棒
４１被動側クラッチ
４２クラッチ胴
４３回転体
４６ガイド孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic detachable coupling device. More specifically, thick plates, thin plates, steel shapes, bar wires, steel pipes, etc. are rolled and formed on a rolling line equipped with a multi-stage rolling stand, but the same rolling stand is not always used. For reasons such as changing dimensions or maintenance and inspection of the rolling stand, the rolling stand is used by appropriately replacing it. In such a rolling line, a drive motor and a speed reducer are fixedly arranged on one side of the line, a rolling stand is taken in and out from the other side of the line, and the rolling stand installed in the line is on the driving side. It is connected to the reducer via an automatic detachable coupling. In addition, power is transmitted through the automatic attachment / detachment coupling to a reduction adjusting mechanism or the like that is in the rolling stand and needs to be adjusted from the outside. Further, in a four-roll rolling mill having an idler roll in addition to the drive roll, an idler roll pre-drive device may be provided. This pre-drive device is also provided with a drive motor fixedly provided on one side of the line. It is connected via an automatic detachable coupling. In addition to such a rolling stand, the present invention relates to an automatic attachment / detachment coupling generally used for attachment / detachment of a drive system between a fixed drive side and a driven apparatus to be moved.
[0002]
[Prior art]
As a conventional automatic detachable coupling, there is a cut-out type gear coupling described in Japanese Utility Model Publication No. 8-7921. This conventional example has a mechanism for attaching and detaching by engaging or disengaging the external teeth provided at the tip of the drive shaft of the rolling stand and the internal teeth provided at the tip of the output shaft of the reduction gear. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional example, the tooth ends are chamfered to facilitate the meshing of the teeth, but the probability of coupling is still low, and if the inner and outer teeth are used, the rotation diameter of the gear coupling is reduced. If the motor becomes large and the moment of inertia becomes large and the motor is not a large capacity motor, the acceleration / deceleration performance will be inferior.
[0004]
In view of the above circumstances, the present invention
(1) The drive shaft system can be automatically coupled and automatically separated in equipment such as a rolling stand where the drive side is fixed on the ground and the driven side is frequently replaced.
(2) Automatic coupling is capable of reliable mechanical coupling of torque transmission,
(3) Minimizing the moment of inertia of the rotating body and enabling rotational acceleration / deceleration in a short time with a low capacity motor.
(4) Even if the position of the driven shaft changes due to roll pressure reduction adjustment or guide position adjustment, and a misalignment occurs to some extent, it can be automatically centered at the time of coupling and attached or detached.
An object of the present invention is to provide an automatic detachable coupling device that can achieve the above.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The automatic attachment / detachment coupling device according to claim 1 is a drive-side clutch that constitutes a meshing clutch together with a driven-side clutch, a coupling shaft that is coupled to the tip of the drive-side clutch, and a holder that rotatably supports the coupling shaft. from the, and forward-reverse means for retracting or advancing the holder, the displacement tolerance type support means for supporting said holder freely vertical and horizontal displacement, the telescopic universal joint which connects the coupling shaft to the drive motor The driven clutch is fixed to the driven shaft, and is attached to the outer surface of the clutch barrel having a clutch pawl at the tip and rotatable about an axis perpendicular to the axis of the clutch barrel. A plurality of rotating bodies and a guide hole formed in the shaft center of the clutch body, and the drive side clutch is connected to the coupling A clutch cylinder having a clutch pawl at the tip, a centering pawl that is fixed to the outer surface of the clutch cylinder, protruding forward, and fixed to the shaft center of the clutch cylinder and protruding forward It consists of a guide bar .
請 Motomeko automatic detachable coupling apparatus 2 is the invention of claim 1, wherein the plurality of rotating bodies is made of four of the rotating body disposed at equal intervals on the outer circumference of the clutch drum, the drive the centering claws of the clutch consists of two centering claws arranged at equal intervals on the outer circumference of the clutch cylinder, the centering pawl is formed with its distal end in a plan view a triangular, the guide rod the tip portion Is formed in a conical shape.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the automatic attachment / detachment coupling device according to the first aspect of the invention, wherein the forward / backward moving means supports the holder so that the holder can be moved forward and backward, and biases the spring forward to elastically bias the holder. It comprises a spring and a shift lever for operating the holder backward.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the automatic attachment / detachment coupling device according to the first aspect of the invention, wherein the displacement-permissible support means includes a support pin that is loosely mounted between the slide unit and the holder, and an external support for the support pin. The support spring is inserted between the slide unit and the holder and elastically supports the holder.
[0006]
According to invention of Claim 1, there exists the following effect.
(1) Since the holder for supporting the coupling shaft can be forward and backward, Ru can der automatic coupling, the automatic separation between the driven side to move the drive side fixed.
(2) because of the use of mechanically meshing engagement clutch, Ru can reliably transmit torque.
(3) Since the holder that supports the coupling shaft by the displacement-permissible support means can be displaced vertically and horizontally, and the universal joint that transmits power follows the displacement of the coupling shaft, However, the drive side clutch can be engaged.
(4) When the drive side clutch advances to the driven side, the guide rod enters the guide hole of the driven clutch, the axial alignment is aligned, and the centering claw engages with the rotating body. And the driven clutch are aligned in the rotational direction, and the clutches are engaged with each other. By such a guide action, automatic centering at the time of meshing is performed, so that meshing is smooth. Further, since a gear that tends to have a large diameter is not used, the moment of inertia is reduced, and acceleration / deceleration performance can be improved even with a low-capacity motor.
According to the second aspect of the present invention, since the tip of the guide bar is conical, the axial alignment can be aligned with respect to the vertical and horizontal displacements of the driven clutch, and the triangular tip inclined edge of the centering claw is driven. By making contact with the rotating body of the clutch, centering can be performed so that the rotational phases of both clutch cylinders are matched.
According to the third aspect of the invention, the holder for supporting the coupling shaft and the drive clutch is advanced by the urging spring, so that the automatic coupling can be achieved simply by releasing the shift lever. The mesh release can be arbitrarily performed by operating the shift lever.
According to the invention of claim 4 , since the holder supporting the coupling shaft and the drive clutch can be displaced up and down and left and right by the support spring attached elastically and the support spring resiliently supported, The clutch can be easily connected.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of an automatic attachment / detachment coupling device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the automatic attachment / detachment coupling device, FIG. 3 is a view taken along line III in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of the centering operation of the mesh coupling, FIG. 5B is an explanatory diagram of the meshing operation of the centering claw, FIG. 5 is a partial perspective view of the driving side clutch 31 and the driven side clutch 41, and FIG. FIG. 7A is a sectional view of the meshing state of the meshing coupling, and FIG. 7B is a sectional view taken along the line B of FIG.
[0008]
1 and 2, reference numeral 1 denotes a drive-side base fixed on the ground, where an electric motor 2 and an automatic attachment / detachment coupling device A of the present embodiment are installed. Reference numeral 3 denotes a moving frame on the driven side, for example, a part of an idler roll pre-drive device of a rolling stand that advances and retreats from a direction orthogonal to the rolling line. The moving frame 3 is provided with a driven speed reducer 4.
[0009]
The details of the automatic detachable coupling device A will be described.
Reference numeral 5 denotes a universal joint, and the shaft portion includes an outer cylinder 5a and an inner cylinder 5b. The outer cylinder 5a and the inner cylinder 5b are axially expandable and contractible by a spline.
A coupling shaft 6 is connected to the electric motor 2 by the universal joint 5.
The coupling shaft 6 is passed through a holder 7 and is rotatably supported via a bearing.
A slide unit 10 is installed on the upper surface of the base 1 below the holder 7. The slide unit 10 includes a slide bearing 11 and a slide base 12. The slide bearing 11 is fixed on the base 1, and the slide base 12 moves back and forth on the slide bearing 11 in the front-rear direction.
[0010]
As shown in FIGS. 2 to 3, the holder 7 is supported by a displacement-permitting support means 20. A guide roller 14 is rotatably supported on a bracket 15 attached to the lower surface of the holder 7.
The displacement allowable type support means 20 includes a support pin 21 and a support spring 22. Four support pins 21 are used, and the lower ends of the support pins 21 are passed through holes formed at four positions on the front, rear, left and right of the slide base 12 and are loosely attached. The upper ends of the support pins 21 are attached to the holder 7. The support plates 7a, 7a are attached to the loose through the holes formed at four positions on the front, rear, left and right. A coil spring type support spring 22 is externally attached to the support pin 21 and is interposed between the slide base 12 and the support plate 7 a of the holder 7.
With this structure, the holder 7 is always urged upward, but can also be displaced downward. The holder 7 can also be displaced left and right by inclining the support pin 21 left and right. In this case, the coupling shaft 6 is inclined obliquely in the left and right direction.
[0011]
As shown in FIG. 1, a spring support plate 25 is erected on the base 1 on the lower surface of the universal joint 5. Between the spring support plate 25 and the holder 7, there are two left and right springs. A guide rod 26 is attached, and a biasing spring 27 is externally attached to the guide rod 26. Since the biasing spring 27 is elastically interposed between the holder 7 and the sprig support plate 25, the holder 7 is always biased forward.
[0012]
As shown in FIG. 2, a shift lever 17 is rotatably supported by a shaft 18 on the base 1. When the shift lever 17 is rotated manually or by an appropriate mechanism, a guide on the lower surface of the holder 7 is provided. The roller 14 can be pushed and moved. As indicated by the solid line, when the shift lever 17 is rotated clockwise and the guide roller 14 is pushed, the meshing clutch 30 described later is positioned at the non-coupled position. When the shift lever 17 is rotated counterclockwise as indicated by an imaginary line, the holder 7 and the slide base 12 are advanced by the elastic force of the biasing spring 27. As a result, the meshing clutch 30 described later is meshed.
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 2, a driving clutch 31 is coupled to the tip of the coupling shaft 6, while a driven clutch 41 is coupled to the main shaft of the speed reducer 4. The driving clutch 31 and the driven clutch 41 constitute a meshing clutch 30.
[0014]
Next, details of the meshing clutch 30 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5, each of the driving side clutch 31 and the driven side clutch 41 constituting the meshing clutch 30 is provided with a plurality of sturdy clutch claws 32a, 42a at the end of cylindrical clutch bodies 32, 42. It is formed at equal intervals in the direction, and the clutch pawls 32a and 42a are engaged with each other so that torque transmission can be ensured.
The drive side clutch 31 and the driven side clutch 41 are provided with the following guide means for matching the axial alignment and the rotational direction phase when engaged.
The drive side clutch 31 is shown in FIG.
As shown in the figure, a centering claw 33 and a guide bar 34 are provided on the clutch body 32. The clutch body 32 is a substantially cylindrical member as described above, and is fixed to the tip of the clutch shaft 6.
Two centering claws 33 are used, are attached to the outer periphery of the clutch body 32 in an axisymmetric manner, and protrude forward. The tip of the centering claw 33 is triangular in plan view as shown in FIG. 5B, and the inclined side edge 33a is important for the phase matching action with the driven clutch 41 described later.
The guide bar 34 is attached to the shaft center of the clutch body 32. The guide rod 34 may be a separate member attached to the clutch barrel 32, or the tip of the clutch shaft 6 may be passed through the clutch barrel 32. The tip of the guide bar 34 is formed in a conical shape. This conical portion is also important for the centering operation with respect to the driven clutch 41.
[0015]
As shown in FIGS. 4 and 6, the driven clutch 41 includes a substantially cylindrical clutch body 42 and a rotating body 43 attached to the outer periphery thereof. The clutch body 42 is coupled to the main shaft 8 of the speed reducer 4. For example, a small bearing or the like is used for the rotating body 43, and four of them are pivotally supported by pins 44 at equal intervals on the outer periphery of the clutch body at axially symmetrical intervals. The pin 44 has an axis orthogonal to the axis of the clutch body 42. Therefore, the rotating body 43 is rotatable around an axis orthogonal to the axis of the clutch body 42.
A bush 45 is inserted into the center of the clutch body 42, and a through hole of the bush 45 serves as a guide hole 46. The guide holes 46 are both centered by insertion of the guide rod 34 of the drive side clutch 31.
[0016]
Since the meshing clutch 30 of this embodiment mechanically meshes the sturdy clutch pawls 32a and 42a as described above, torque transmission is reliable. At the time of meshing, the guide bar 34 enters the guide hole 46 and aligns in the axial direction. At the same time, the centering claw 33 engages with the rotating body 43 attached to the outer periphery of the clutch cylinder 42 from the side, and the clutch cylinder 32 is engaged. And the phase of the claws of the clutch body 42 are centered. In this way, since the mechanical coupling is used, torque transmission is reliable and the diameter is not as large as that of the gear coupling, so the moment of inertia is reduced and agile acceleration / deceleration is possible even with a low capacity motor. be able to.
[0017]
Next, the attachment / detachment action of the automatic attachment / detachment coupling device will be described.
(Join operation)
First, the driven device enters in the direction indicated by the arrow a in FIGS. In this state, the shift lever 17 is at the position indicated by the solid line, and the drive side clutch 31 is retracted. Here, when the shift lever 17 is moved counterclockwise, the drive side clutch 31 moves forward due to the elastic action of the biasing spring 27 and tries to engage with the driven side clutch 41.
At this time, even if the main shaft 8 of the driven side device is misaligned with respect to the drive side clutch 31, the drive side clutch 31 is supported by the support spring 22 so that the holder 7 of the coupling shaft 6 is floated. The guide bar 34 can enter the guide hole 46 of the driven clutch 41 as shown in FIG. 4 (A). In particular, since the tip of the guide bar 34 is conical, when it enters the guide hole 46 as much as possible, the guide centers 34 fit together so that the axial centers coincide with each other.
In this way, as the guide bar 34 enters the guide hole 46, as shown in FIG. 4B, the centering claw 33 contacts the rotating body 43 at its side edge 33a. The rotation around the shaft is combined to generate a diagonally forward force f, and the centering claw 33 slides between the adjacent rotating bodies 43 and 43. As a result, the phase matching between the driven clutch 41 and the driving clutch 31 is performed.
[0018]
Thus, when the drive side clutch 31 is completely advanced toward the driven side clutch 41, the engagement between the clutch claws 32a and 42a is completed. This state is shown in FIGS. 7A and 7B.
FIG. At this time, the centering claw 33 is fitted between the two rotating bodies 43, and the clutch claws 32a and 42a are also engaged with each other. Since this meshing is a mechanical coupling, torque transmission is reliable.
[0019]
(Leaving operation)
The detachment operation may be performed by moving the driven side device shown in FIGS. In this case, the driven clutch 41 is disengaged from the driving clutch 31 without interfering with anything.
After this, the drive side clutch 31 may be moved backward by rotating the shift lever 17 in preparation for the next coupling operation.
[0020]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, automatic coupling / separation is possible, torque can be reliably transmitted, and the driving side clutch can be engaged with the driven side clutch which is misaligned. Further , the centering is performed by the guide rod and the guide hole, and the centering claw is engaged with the rotating body, so that phase alignment is performed, and automatic coupling at the time of meshing is performed smoothly.
According to the second aspect of the present invention, the automatic coupling can be performed more smoothly by centering the conical shape of the tip of the guide bar and the rotational phase alignment by the inclined edge of the tip of the centering claw.
According to the invention of claim 3 , automatic coupling can be performed only by releasing the shift lever. Also, automatic release can be arbitrarily performed by operating the shift lever.
According to the fourth aspect of the present invention, since the holder that supports the coupling shaft and the drive clutch can be displaced up and down and left and right, it can be easily coupled to the driven clutch that is misaligned.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an automatic detachable coupling device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the automatic detachable coupling device.
FIG. 3 is a view taken along the line III in FIG. 2;
4A is an explanatory view of the centering operation of the meshing coupling, and FIG. 4B is an explanatory view of the meshing operation of the centering claw.
FIG. 5 is a partial perspective view of a drive side clutch 31 and a driven side clutch 41;
6 is a view taken along line VI of FIG.
7A is a cross-sectional view of the meshing coupling of the mesh coupling, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line B of FIG.
[Explanation of symbols]
5 Universal Joint 6 Coupling Shaft 7 Holder 10 Slide Unit 11 Slide Bearing 12 Slide Base 20 Displacement Allowable Support Means 21 Support Pin 22 Support Spring 31 Drive Side Clutch 32 Clutch Cylinder 33 Centering Claw 34 Guide Rod 41 Driven Side Clutch 42 Clutch Cylinder 43 Rotating body 46 Guide hole

Claims

被動側クラッチと共に噛み合いクラッチを構成する駆動側クラッチと、
該駆動側クラッチが先端に結合されたカップリング軸と、
該カップリング軸を回転自在に支えるホルダーと、
該ホルダーを前進させたり後退させる前後進手段と、
前記ホルダーを上下・左右変位自在に支持する変位許容型支持手段と、
前記カップリング軸を駆動モーターに接続する伸縮自在なユニバーサルジョイントとからなり、
前記被動クラッチが、
被動軸に固定されており、先端にクラッチ爪を有するクラッチ胴と、
該クラッチ胴の外表面に、該クラッチ胴の軸心と直交する軸まわりに回転自在に取付けられた複数の回転体と、
前記クラッチ胴の軸心に形成されたガイド孔とからなり、
前記駆動側クラッチが、
前記カップリング軸に固定されており、先端にクラッチ爪を有するクラッチ胴と、
該クラッチ胴の外表面に固定され、前方に突出したセンタリング爪と、
前記クラッチ胴の軸心に固定され、前方に突出したガイド棒とからなる
ことを特徴とする自動着脱カップリング装置。 A drive-side clutch that forms a meshing clutch with the driven-side clutch;
A coupling shaft having the driving clutch coupled to the tip;
A holder that rotatably supports the coupling shaft;
Forward / reverse means for moving the holder forward or backward,
A displacement-permissible-type support means for supporting the holder so that it can be displaced vertically and horizontally; and
It consists of a telescopic universal joint that connects the coupling shaft to the drive motor ,
The driven clutch is
A clutch body fixed to the driven shaft and having a clutch pawl at the tip;
A plurality of rotating bodies attached to the outer surface of the clutch cylinder so as to be rotatable about an axis orthogonal to the axis of the clutch cylinder;
A guide hole formed in the shaft center of the clutch body,
The drive side clutch is
A clutch body fixed to the coupling shaft and having a clutch pawl at the tip;
A centering claw fixed to the outer surface of the clutch body and protruding forward;
An automatic attachment / detachment coupling device comprising a guide rod fixed to an axis of the clutch body and protruding forward .

前記複数の回転体は、前記クラッチ胴の外周に等間隔に配置された４個の前記回転体からなり、
前記駆動クラッチの前記センタリング爪は、前記クラッチ胴の外周に等間隔に配置された２枚のセンタリング爪からなり、
該センタリング爪が、その先端部を平面視三角形に形成され、前記ガイド棒がその先端部を円錐形に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の自動着脱カップリング装置。Wherein the plurality of rotating bodies is made of four of the rotating body disposed at equal intervals on the outer circumference of the clutch drum,
The centering pawl of the drive clutch consists of two centering claws arranged at equal intervals on the outer circumference of the clutch drum,
The centering pawl is formed with its distal end in a plan view a triangular, said guide rod automatic removable coupling device according to claim 1, characterized in that it is formed in a conical shape the tip.

前記前後進手段が、
前記ホルダーを前後進自在に支持するスライドユニットと、
前記ホルダーを前方に弾発付勢する付勢スプリングと、
前記ホルダーを後退操作するシフトレバーと
からなることを特徴とする請求項１記載の自動着脱カップリング装置。The forward / reverse means is
A slide unit that supports the holder so as to freely move forward and backward;
A biasing spring that elastically biases the holder forward;
2. The automatic attachment / detachment coupling device according to claim 1, further comprising a shift lever for reversing the holder.

前記変位許容型支持手段が、
前記スライドユニットと前記ホルダーの間に、ルーズに取付けられた支持ピンと、
該支持ピンに外挿され前記スライドユニットと前記ホルダーの間に配置され、前記ホルダーを弾発的に支持する支持スプリングと
からなることを特徴とする請求項１記載の自動着脱カップリング装置。The displacement-permissive support means is
A support pin loosely mounted between the slide unit and the holder;
2. The automatic attachment / detachment coupling device according to claim 1, further comprising a support spring that is externally attached to the support pin and disposed between the slide unit and the holder and elastically supports the holder.