JPH0323771B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばインデツクステーブルの出力
軸に取付け、被駆動側に異常負荷が発生した場合
に駆動力を被駆動側へ伝達するのを防止してイン
デツクス等の装置類に生じる過負荷を防止する場
合等に使用するのに適したトルク制限装置に関す
る。

最近、自動組立、加工機械の精度向上の要求に
ともないインデツクステーブルの割出し精度の要
求も高まり、過負荷防止に用いるトルク制限装置
の高精度の回転伝達を損うバツクラツシユすなわ
ち駆動側部材と被駆動側部材との間の遊びが問題
になつている。このようなバツクラツシユ除去対
策として、例えば特公昭55−21896号公報のよう
に中空ローラを用いたものもあるが、中空ローラ
を変形させるには大きな力が必要であり、伝達ト
ルクが小さい場合バツクラツシユを除去できない
問題があつた。

本発明の目的は、バツクラツシユを自己調整し
て常に零にできしかも伝達トルクが小さい場合に
も使用可能なトルク制限装置を提供することであ
る。

本発明は、互いに隣接して相対回転可能に設け
られた第１の部材と第２の部材とを備え、該部材
の一方に所定以上の負荷が加わつたとき両者が相
対回転するトルク制限装置において、該第１の部
材の半径方向に伸びるカツプリング部の外周には
底面が該第２の部材と反対側に向かつて半径方向
内側に傾斜しかつ該カツプリング部の外周面及び
該第２の部材と反対側の側面に開口する溝を形成
し、該溝内には該底面に接した状態で該外周面又
は該側面から突出し得る複数の可動ボールを該底
面に沿つて移動可能に円周方向に並べて設け、該
第２の部材の該カツプリング部を囲む環状突起の
内周には該第１の部材の溝に対応する位置に溝を
形成し、該第２の部材の溝内には該可動ボールと
係合するローラを設けて該第２の部材の溝内での
該ローラの円周方向の遊びをゼロとし、該カツプ
リング部の側面に隣接して該可動ボールを押圧す
るスラストプレートを配置し、該スラストプレー
トをばね受けを介してばねで該カツプリング部側
に弾圧し、それによつて該可動ボールを該ローラ
に弾圧させて該ローラを該第２の部材の溝の内面
に弾圧させて構成されている。

本発明によるトルク制限装置は被駆動部材に所
定以上の負荷が加わつたとき可動ボールがばねの
押圧力に抗して溝の傾斜底面に沿つて半径方向内
方に移動し、駆動部材が被駆動部材に関して相対
的に回転する。

以下、図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

第１図ないし第３図において本実施例によるト
ルク制限装置１が示されている。同図において２
は例えばモータ或は変速機の出力軸等の入力側に
接続される第１の部材すなわち駆動部材、３は出
力側に取り付けられる第２の部材すなわち被駆動
部材である。駆動部材のほぼ中央には環状のカツ
プリング部２１が形成されている。被駆動部材３
は、フランジ３１がそのカツプリング部２１に隣
接して一方（第２図で左方）のボス２２上に回転
可能に嵌められている。フランジ３１の外周には
駆動部材２のカツプリング部２１の外周を囲む環
状突起３２が一体成形されている。カツプリング
部２１と被駆動部材３との間には両者の相対回転
を容易にするために多数のスラストベアリング４
ａが配設されている。この被駆動部材３は駆動部
材２のボス２２に螺合された固定ナツト５により
スラストベアリング４ｂを介してカツプリング部
２１側に予め押圧されている。

カツプリング部２１の外周には複数の溝２４が
後述する理由で円周方向に不等間隔で形成されて
いる。溝２４の底面２５は被駆動部材とは反対方
向に向つて半径方向内側に傾斜している。被駆動
部材３の環状突起３２の内周面にはほぼ半橢円状
の底部とそれに続く傾斜面３５により形成される
溝２４に対応する同数の溝３４が形成されてい
る。各溝内には円筒状ローラ６が嵌合され出口部
に嵌められた止め輪６ａにより溝内に保持されて
いる。駆動部材２の各溝２４内にはローラ６と係
合する複数（本実施例で２個）の可動ボール７が
挿入されている。可動ボールはカツプリング部の
側面より常に突出し得る大きさになつている。

カツプリング部２１の反被駆動部材側には可動
ボール７と係合する環状のスラストプレート８が
設けられ、更にその外側には多数のスラストベア
リング４ｃを間に挾んでばね受９が設けられてい
る。ばね受９は、駆動部材２に固定された複数の
ピン９１により、その駆動部材と共に回転するが
それに関して軸方向に相対移動可能に取り付けら
れている。

駆動部材２の他方のボス２３にはカラー１０が
移動可能に嵌められ、更にそのカラー１０の外側
には調整ナツト１１がボス２３のねじに螺合され
ている。カラー１０の外側には調整ナツト１１と
ばね受９との間に複数の皿ばね１２が配設され、
そのばねによりばね受９、スラストプレート８を
介して可動ボール７を被駆動部材側に弾圧するよ
うになつている。

ばね受９には皿ばねを囲む環状の目盛板９２が
一体的に形成され、その目盛板の外周にはトルク
の値を示す目盛が記入されている。また、調整ナ
ツト１１にはインジケータ１３が固定されてい
る。このインジケータは目盛板と協働して調整ナ
ツト１１で設定したトルクの値を示すようになつ
ている。

被駆動部材３の溝３４の底部の断面形状は半円
よりも深さが深い、わずかに半橢円状になつてい
てローラが直径方向に対向する２箇所で被駆動部
材と接触し、ローラと被駆動部材との間に遊びが
ないようにしている。またローラ６および可動ボ
ール７の大きさ、駆動部材の溝２４の幅等は、無
負荷時に可動ボール７がばね１２により傾斜底面
に沿つて半径方向外方に押圧されたとき、二つの
可動ボール７が溝の側面２６に当接し、それによ
つて駆動部材と被駆動部材との間にバツクラツシ
ユすなわち遊びが生じないように決定されてい
る。

更に、複数個の溝２４，３４は全ての溝で可動
ボール７とローラ６とが係合するのは、駆動部材
が被駆動部材に関して１回転（360゜）する間に１
回しかないように、円周方向に不等間隔に形成さ
れている。これは、トルク制限装置がインデツク
ス装置に使用された場合に入力側と出力側との間
の位置ずれが生じるのを防止するためである。し
たがつて、入力側と出力側との位置ずれが問題と
ならない場合、例えばベルトプーリ、チエーンス
プロケツト等に取り付けて使用する場合には等間
に形成してもよい。

なお、１５は被駆動部材に過負荷が作用してば
ね受が軸方向に移動したときにそのことを検出す
るリミツトスイツチである。

上記構成のトルク制限装置において、被駆動部
材側に過負荷が作用していないとき駆動部材２と
被駆動部材３とはローラ６および可動ボールを介
して互いに連結され、両者は一体に回転する。し
たがつて、駆動部材２からのトルクは被駆動部材
３に伝達される。

被駆動部材に加わる負荷が一定値以上になる
と、例えば駆動部材２が第５図において時計回り
方向に回転しているとすると、被駆動部材の回転
は阻止されるため、一方（左側）の可動ボール７
はローラ６によりまた他方の可動ボールは溝３４
の傾斜面３５により、ばね１２の押圧力に抗して
溝２４の傾斜底面２５に沿つて半径内方に押さ
れ、駆動部材２は被駆動部材３に間して相対回転
する。したがつて、駆動部材のトルクは被駆動部
材に伝達されない。

可動ボール７がばねに抗して押されるとスラス
トプレート８およびばね受９は第４図に示される
ように軸方向に右方に移動する。このためリミツ
トスイツチ１５が動作し、異常動作を検出する。

なお、ローラ６は溝３５の半橢円状部分に圧入
打込みしてもよい。

上記のようなトルク制限装置は第６図Ａに示さ
れるように、インデツクス装置１００の出力軸１
０１とテーブル１０２との間に、被駆動部材３を
テーブル１０２に固定するようにして使用した
り、或は第６図Ｂに示されるように、駆動軸２０
１の駆動ベルトプーリまたはチエーンスプロケツ
ト２０２との間に、被駆動部材３をベルトプーリ
側に固定するようにして使用される。そしてテー
ブル或はプーリ等に過負荷が作用したとき、それ
らにトルクが伝達されないようにする。

第７図において本発明の他の実施例が示されて
いる。この実施例のトルク制限装置１′は被駆動
部材の中心軸線が駆動部材の中心軸線に関してわ
ずかに傾斜できるとともに被駆動部材が駆動部材
に関して軸方向にわずかに移動できるようになつ
ている点で前記の実施例と異なる。なお、前記実
施例と共通する部分については同じ参照番号でダ
ツシユを付して表わし、構造、作用の説明は省略
する。

第２の部材すなわち駆動部材２′にはカツプリ
ング部２１′の一方（左方）にボスが形成されて
おらず、したがつて、被駆動部材３′は駆動部材
に支持されていず単にローラ６′および可動ボー
ル７′を介してそれと係合し、トルクが伝達され
るようになつている。

この実施例のトルク制限装置では被駆動部材と
駆動部材とはローラと可動ボールとの点接触であ
るから被駆動部材は駆動部材に関してわずかに傾
斜でき、しかもローラと可動ボールとの間の相対
移動（駆動部材の軸線方向の）ができるので駆動
および被駆動両部材間で、ローラと可動ボールの
係合が外れない範囲内で、軸方向相対移動もでき
る。

本発明によるトルク制限装置では次の様な効果
を奏することができる。

(イ) 駆動部材の溝内に可動ボールを入れ、溝の傾
斜底面、ばねで押圧されるスラストプレートお
よびローラの作用により可動ボールを溝の側面
に圧着させるため、溝をそれぞれ精密加工しな
くても、駆動部材と被駆動部材との遊びを零に
することができる。

(ロ) 従来の中空ローラベアリングは市販がなく特
注となるため高価となるが、本発明では市販の
ローラすなわち円筒コロ、ボールベアリングを
使用できるので安価にできる。

(ハ) 大きな力を受ける部分を全て焼入したベアリ
ング類にすることによりばらつきを少なくしか
つ耐久性を増加でき、しかも小型化できる。

更に、実施例の装置では、 (i) 目盛板およびインジケータによりトルク設定
を容易にできる、 (ii) 異常動作を電気的に検出できる、 (iii) 駆動部材の軸心と被駆動部材の軸心とが相対
的にわずかに傾斜および延長できるので、駆動
側装置と被駆動側装置の取付け時の角度誤差お
よび軸方向位置誤差を吸収できる、 等の効果を奏し得る。

なお、前記二つの実施例においては部材２，
２′を駆動部材とし部材３，３′を被駆動部材とし
たが、逆に２，２′を被駆動部材として被駆動側
に接続しかつ３，３′を駆動部材として駆動側に
接続することができる。したがつて、この場合第
１の部材は部材３，３′を示し、第２の部材は部
材２，２′を示すことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトルク制限装置の一実施例の
端面図、第２図は第１図の線−に沿つた断面
図、第３図は第２図の線−に沿つて見た図、
第４図は第２図と同様の断面図であつて異なつた
動作状態を示す図、第５図は第３図と同様の図で
あつて異なつた動作状態を示す図、第６図はトル
ク制限装置の使用例を示す図、第７図は本発明の
他の実施例の半分の断面図である。 １，１′：トルク制限装置、２，２′：駆動部
材、２１，２１′：カツプリング部、２４，２
４′：溝、２５，２５′：傾斜底面、３，３′：被
駆動部材、３４，３４′：溝、６，６′：ローラ、
７，７′：可動ボール、８，８′：スラストプレー
ト、９，９′：ばね受、１１，１１′：調整ナツ
ト、１２，１２′：ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに隣接して相対回転可能に設けられた第
   １の部材と第２の部材とを備え、該部材の一方に
   所定以上の負荷が加わつたとき両者が相対回転す
   るトルク制限装置において、該第１の部材の半径
   方向に伸びるカツプリング部の外周には底面が該
   第２の部材と反対側に向かつて半径方向内側に傾
   斜しかつ該カツプリング部の外周面及び該第２の
   部材と反対側の側面に開口する溝を形成し、該溝
   内には該底面に接した状態で該外周面又は該側面
   から突出し得る複数の可動ボールを該底面に沿つ
   て移動可能に円周方向に並べて設け、該第２の部
   材の該カツプリング部を囲む環状突起の内周には
   該第１の部材の溝に対応する位置に溝を形成し、
   該第２の部材の溝内には該可動ボールと係合する
   ローラを設けて該第２の部材の溝内での該ローラ
   の円周方向の遊びをゼロとし、該カツプリング部
   の側面に隣接して該可動ボールを押圧するスラス
   トプレートを配置し、該スラストプレートをばね
   受けを介してばねで該カツプリング部側に弾圧
   し、それによつて該可動ボールを該ローラに弾圧
   させて該ローラを該第２の部材の溝の内面に弾圧
   させることを特徴とするトルク制限装置。 ２ 該ばね受けが該スラストプレートと該ばねと
   の間に該第１の部材を共に回転するが該第１の部
   材に関して軸方向に移動するように設けられ、該
   ばねの端部には該ばねの押圧量を調節する調整ナ
   ツトを設け、該ばね受けと該スラストプレートと
   の間には複数のスラストローラを設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲１に記載のトルク制限装
   置。 ３ 該ばね受けには目盛板を設け、該調整ナツト
   には該目盛板と協働してトルク量を表示するイン
   ジケータを取り付けたことを特徴とする特許請求
   の範囲２に記載のトルク制限装置。