JPH04160230A - トルクリミッター - Google Patents

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、回転力を出力する駆動体と、これによって回
転駆動される被動体との間に取付けられ、通常は回転体
のトルクを被動体に伝達すると共に、所定の伝達限界ト
ルク値を超“えた過負荷がそれらの間に作用したときに
、その回転運動の伝達を解除するトルクリミッタ−に関
する。

（従来の技術） 従来、この種のトルクリミッタ−としては、例えば特開
平１−６９９１８号公報に記載されたものがある。

即ち、かかるトルクリミッタ−は、同軸上に配設される
駆動軸と被動軸との外周に、それぞれフランジ部を有す
る筒状のボス部材でなる回転体を相対向させて相対回転
可能に配置し、一方の回転体のフランジ部にはこれを軸
方向に貫通する凹所を形成すると共に、他方の回転体の
フランジ部には凹所に対応する凹溝を形成しである。

そして、前記凹所にはこの凹所の肉厚より大径のローラ
を嵌合して、このローラの外周部の一側部を前記凹溝に
係合させると共に、その他側部には軸方向に移動可能な
過負荷検出パネルを当接させである。

また、前記過負荷検出パネルには、これを軸方向に沿っ
て付勢して、前記ローラを前記凹溝に押圧するトルクス
プリングが設けられる。

従って、かかるトルクリミッタ−では、前記トルクスプ
リングの弾圧力によって決まる設定伝達限界トルク値以
上の負荷が作用すると、ローラがトルクスプリングの弾
圧力に抗して凹溝から離脱し、これによりトルクの伝達
が遮断されて駆動側の回転体と被動側の回転体とが相対
回転するようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、かかる従来のトルクリミッタ−にあって
は、駆動側の回転体および被動側の回転体の外周にそれ
ぞれフランジ部を突設して、これらフランジ部間にトル
クを伝達および遮断するための要素、つまり、前記ロー
ラが配置されるようになっており、また、駆動側の回転
体の外周に前記トルクスプリングか配置されるため、ト
ルクリミッタ−自体が大幅に大径化されてしまうという
課題があった。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、トルクの
伝達および遮断するための機能を回転体の内方に収納す
ることにより、全体をコンパクト化することができるト
ルクリミッタ−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） かかる目的を達成するために本発明は、駆動体または被
動体の一方に接続される筒体と、この筒体の外側に回転
可能に嵌合され、前記駆動体または被動体の他方に接続
される環状体と、前記筒体の外壁を貫通して周方向に複
数形成される貫通穴と、これら貫通穴にそれぞれ移動可
能に嵌合され、この貫通穴の肉厚より大径の第１球体と
、前記環状体の内周に前記貫通穴にそれぞれ対応して形
成され、前記第１球体の一側部が嵌入可能な係合凹部と
、前記筒体内に移動可能に収納され、前記第１球体と所
定の圧力角をもって接触する第２球体と、この第２球体
を前記第１球体に圧接させる方向に押圧する付勢手段と
、を備えることにより構成する。

また、前記第２球体と前記付勢手段との間には、この第
２球体と点接触するばね受部材を介在させることが望ま
しい。

（作　用） 以上の構成により本発明のトルクリミッタ−にあっては
、付勢手段の付勢力が第２球体を介して第１球体に所定
の圧力角をもって伝達され、この第１球体は筒体に形成
された貫通穴に沿って外径方向に押圧される。

すると、前記第１球体は環状体の係合凹部に嵌入され、
筒体と環状体との間でトルク伝達が可能な状態となる。

一方、前記筒体と環状体との間に、前記付勢手段の付勢
力で決定される許容伝達トルク以上の負荷が作用すると
、前記第１球体は付勢力に抗して第２球体を移動させつ
つ前記貫通穴を内径方向に移動し、前記係合凹部から離
脱する。

従って、このように係合凹部から第２球体が離脱した状
態では筒体と環状体とが相対回転され、トルク伝達が遮
断される。

また、前記第１球体と第２球体とが所定の圧力角を持っ
て接触されているため、この第２球体に作用する付勢手
段の付勢力をそれぞれの第１球体に楔作用をもって伝達
することができ、小さな付勢力を大きな力に変換して第
１球体を押圧することができる。

更に、前記第１球体に対して前記第２球体の径を変化さ
せることにより、これら第１球体と第２球体との間の前
記圧力角を変化させ、延いては、第１球体の押圧力を変
化させて許容伝達トルク値を調整することができる。

また、前記第２球体と前記付勢手段との間に、この第２
球体と点接触するばね受部材を介在させることにより、
この第２球体とこのばね受部材との間の転がり抵抗を著
しく低減することができ、第１球体が前記貫通穴を移動
する際に、この第１球体およびこれに接触された第２球
体の転勤が滑らかに行われて、伝達トルクの遮断をスム
ーズに行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すトルクリ
ミッタ−１０で、第１図は断面側面図、第２図は第１図
中のＡ−Ａ線断面図である。

即ち、本実施例のトルクリミッタ−１０は、図示するよ
うに回転駆動軸１２の軸端部外周に固定される筒体１４
と、被動体１６側に固定される環状体１８とが設けられ
る。

前記環状体１８は前記筒体１４の外周に一対の軸受２０
，２２を介して回転可能に嵌合されると共に、この環状
体１８が嵌合される部分の前記筒体１４の外側には、周
方向に複数の貫通穴２４が形成される。

尚、本実施例では第２図に示すように、前記貫通穴２４
は周方向に等間隔に３箇所形成されるか、必ずしも等間
隔に限ることは無く不等間隔に形成することもでき、ま
た、このときの貫通穴２４の数は３箇所以上とすること
が望ましい。

また、前記環状体１８の内周には、前記貫通穴２４に対
応して係合凹部としてのテーパ穴２６が形成される。

前記貫通穴２４には、この貫通穴２４の肉厚より大径の
第１球体２８がそれぞれ移動可能に嵌合され、これら第
１球体２８が筒体１４の外方に突出される一側部は、前
記テーバ穴２６内に嵌入可能となっている。

一方、前記筒体１４の内方には中心軸方向の移動を可能
に第２球体３０が収納され、この第２球体３０は前記複
数の第１球体２８にそれぞれ接触されており、このとき
、前記第１球体２８と前記第２球体３０とは、圧力角α
をもって互いに接触されるようになっている。

また、このように第２球体３０が複数の第１球体２８に
接触して支持されることにより、この第２球体３０は筒
体１４の中心軸上に位置決めされる。

尚、前記圧力角αは第１球体２８と第２球体３０との接
触点における接線が、前記筒体１４の中心軸との間に形
成される角度をもって表される。

また、前記筒体１４の内方には、受は座３２ａと、この
受は座３２ａの一側（第１図中右側）から第２球体３０
とは反対方向に延設される軸部３２ｂとからなるばね受
は部材３２が収納される。

前記ばね受は部材３２の受は座３２ａの他側（第１図中
左側）は前記第２球体３０に点接触され、そして、この
受は座３２ａの一側と前記筒体１４端部との間には、付
勢手段としての圧縮スプリング３４が縮設されている。

従って、前記圧縮スプリング３４の付勢力は、ばね受は
部材３２を介して第２球体３０を第１図中左方に押圧す
る荷重として作用する。

前記圧縮スプリング３４の一端部が係止される前記筒体
１４の一端部内周には、この圧縮スプリング３４の係止
具３６が螺合され、この係止具３６を回転させて筒体１
４に対する軸方向位置を変化させることにより、この圧
縮スプリング３４の付勢力を微調整できるようになって
いる。

尚、前記係止具３６の調整位置は、ロックナツト３８で
固定できるようになっている。

また、前記ばね受は部材３２の軸部３２ｂの一端部（第
１図中右端部）は、前記係止具３６の中心部を貫通して
突出されており、この突出側端面にはばね受は部材３２
の移動量、つまり、圧縮スプリング３４の付勢力の調整
量から許容伝達トルクを検知するための許容トルクセン
サ４０が設けられる。

以上の構成により本実施例のトルクリミッタ−１０にあ
っては、ばね受は部材３２を介して第２球体３０に伝達
された圧縮スプリング３４の付勢力は、所定の圧力角α
をもって第１球体２８に伝達される。

すると、前記第１球体２８は貫通穴２４内を筒体１４の
外側方向に押圧されて環状体１８のテーパ穴２６に嵌入
され、筒体１４と環状体１８との間、つまり、回転駆動
軸１２と被動体１６との間でトルク伝達が可能な状態と
なる。

このとき、前記筒体１４と前記環状体１８との間のトル
ク伝達許容量は、前記第１球体２８が前記テーバ穴２６
に嵌入された状態を維持しつづける時の力、つまり、こ
の第１球体２８を筒体１４の外方に押圧する荷重により
決定され、つまりは、前記圧縮スプリング３４の付勢力
で決定される。

一方、前記筒体１４と前記環状体１８との間に、前記圧
縮スプリング３４の付勢力で決定される許容伝達トルク
以上の負荷が作用すると、前記第１球体２８は前記テー
バ穴２６から押し出されて貫通穴２４内を筒体１４の内
方に向かって移動する。

そして、前記第１球体２８が前記テーバ穴２６から離脱
された時に、筒体１４と環状体１８は互いに相対回転さ
れ、前記回転駆動軸１２と前記被動体１６との間のトル
ク伝達が遮断される。

尚、前記第１球体２８がテーバ穴２６から離脱される際
、この第１球体２８が第２球体３０を押圧するため、こ
の第２球体３０は前記圧縮スプリング３４の付勢力に抗
してばね受は部材３２と共に第１図中右方に移動される
。

ところで、このようにトルク伝達が遮断される際、前記
第１球体２８は貫通穴２６内を転勤しつつ移動され、こ
のときの第１球体２８の回転はこれに接触された第２球
体３０に伝達されて、この第２球体３０を回転させよう
とする。

このとき、前記第２球体３０は直接に圧縮スプリング３
４に当接されること無く、これら第２球体３０と圧縮ス
プリング３４との間に前記ばね受は部材３２が介在され
、この第２球体３０は受は座３２ａと点接触されている
ため、この第２球体３０の回転抵抗が著しく小さくなっ
ている。

従って、前記第１球体２８の回転に伴って第２球体３０
も滑らかに回転され、この第１球体２８の移動、つまり
、テーバ穴２６からの離脱がスムーズに行われ、所定の
設定値でトルク伝達の遮断を正確に行うことができる。

更に本実施例にあっては、トルク伝達状態にあって前記
第２球体３０で前記第１球体２６を押圧する時、前記第
１球体２８と前記第２球体３０とが所定の圧力角αをも
って接触されているため、この第２球体３０に作用する
圧縮スプリング３４の付勢力をそれぞれの第１球体２８
に楔作用をもって伝達することができる。

従って、前記圧縮スプリング３４の付勢力を大きな力に
変換して第１球体２８に伝達できることになり、このた
め、この圧縮スプリング３４のばね定数を小さなものと
して、その線径を小径化することができる。

また、前記第１球体２８に対して前記第２球体３０の径
を変化させることにより前記圧力角αを変化させること
ができ、延いては、圧縮スプリング３４の付勢力に対す
る第１球体２８の押圧力を変化させて、許容伝達トルク
値を調整することができる。

従って、径が異なる前記第２球体３０を複数用意し、こ
の第２球体３０を単に交換するのみで広い範囲のトルク
遮断許容値を簡単に設定することができる。

更に、前記第２球体３０は複数の第１球体２８に支持さ
れて中心軸上に位置決めされるため、この第２球体３０
と筒体１４内側との間の接触抵抗を無くし、トルク遮断
機能をより安定的に行うことができる。

ところで、前記トルクリミッタ−１０では、第１球体２
８に圧縮スプリング３４の付勢力が常時作用しているた
め、過負荷となる原因が除去されると第１球体２８が再
度テーパ穴２６に嵌入されてトルク伝達状態に復帰され
る。

尚、このトルク伝達復帰時、本実施例では前記第１球体
２８を嵌合する貫通穴２４が筒体１４の周方向に等間隔
に形成され、これに伴ってテーバ穴２６も環状体１８に
等間隔に形成されているため、第１球体２８はいずれの
テーバ穴２６にも同時に嵌入されることになり、１回転
当たりの復帰点が貫通穴２４の数、つまり、本実施例で
は３ｍ所存在し、迅速なトルク伝達復帰が行われる。

因に、前記貫通穴２４が不等間隔に設けられた場合は、
予め対応して形成された貫通穴２４とテーパ穴２６とが
一致した時点で第１球体２８の嵌入が可能となり、１回
転当たりの復帰点は１箇所となる。

以上のように本実施例のトルクリミッタ−１０は、トル
ク伝達制限を行うための各機能部品、つまり、第１球体
２８．第２球体３０．ばね受は部材３２および圧縮スプ
リング３４等を、筒体１４の内部に収納することができ
るため、このトルクリミッタ−１０を全体的に小径に構
成して大幅な小型化を達成することができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の請求項１に示すトルクリミ
ッタ−にあっては、駆動体または被動体の一方に接続さ
れる筒体と、この筒体の外側に回転可能に嵌合され、前
記駆動体または被動体の他方に接続される環状体とを設
け、この筒体内にトルク伝達を制限するための各構成部
品、つまり、前記環状体の係合凹部に嵌入および離脱し
てトルクを伝達および遮断する第１球体、この第１球体
を係合凹部の嵌入方向に押圧する第２球体、およびこの
第２球体に付勢力を発生させる付勢手段を収納したので
、大幅な小型化を可能としてコンパクトなトルクリミッ
タ−を提供することかできる。

また、前記第１球体と前記第２球体とが所定の圧力角を
持って接触されているため、これら第１球体と第２球体
との間に楔作用を発揮させて、付勢手段による小さな付
勢力を大きな力に変換して第１球体に伝達することがで
きる。

更に、前記第１球体に対して前記第２球体の径を変化さ
せることにより、前記圧力角を変化することができるた
め、単に第２球体を交換することにより許容伝達トルク
値を簡単に調整することができる。

また、本発明の請求項２にあっては、前記第２球体と前
記付勢手段との間に、この第２球体と点接触するばね受
部材を介在させたので、第１球体が貫通穴を移動する際
に第１球体と第２球体の転勤が滑らかに行われ、伝達ト
ルクの遮断を予め設定された値で正確に行うことがで、
きるという各種優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるトルクリミッタ−の一実施例を
示す断面側面図、第２図は第１図中のＡ−Ａ線断面図で
ある。 １０・・・トルクリミッタ− １２・・・回転駆動軸 １４・・・筒体 １６・・・被動体 １８・・・環状体 ２４・・・貫通穴 ２６・・・テーパ穴（係合凹部） ２８・・・第１球体 ３０・・・第２球体 ３２・・・ばね受は部材 ３４・・・圧縮スプリング（付勢手段）第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動体または被動体の一方に接続される筒体と、 この筒体の外周に回転可能に嵌合され、前記駆動体また
   は被動体の他方に接続される環状体と、前記筒体の外壁
   を貫通して周方向に複数形成される貫通穴と、 これら貫通穴にそれぞれ移動可能に嵌合され、この貫通
   穴の肉厚より大径の第１球体と、前記環状体の内周に前
   記貫通穴にそれぞれ対応して形成され、前記第１球体の
   一側部が嵌入可能な係合凹部と、 前記筒体内に移動可能に収納され、前記第１球体と所定
   の圧力角をもって接触する第２球体と、この第２球体を
   前記第１球体に圧接させる方向に押圧する付勢手段と、
   を備えたことを特徴とするトルクリミッター。
2. （２）第２球体と付勢手段との間に、この第２球体と点
   接触するばね受部材を介在させたことを特徴とする請求
   項１に記載のトルクリミッター。