JPH0561531U - トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 伝達トルク遮断時の空転回転数（空転時間）
を多くし、軸方向振動やガタツキ等を解消する。 【構成】 このトルク伝達装置は、外周面に２列の内側
軌道面１ａ，１ｂを形成した軸部材１と、内周面に２列
の外側軌道面２ａ，２ｂを形成した外輪２と、内側軌道
面１ａと外側軌道面２ａとの間に形成されるトラックに
配された複数のころ３と、内側軌道面１ｂと外側軌道面
２ｂとの間に形成されるトラックに配された複数のころ
４と、をそれぞれ円周等配位置に保持する２つの保持器
５，６と、２つの保持器５，６の相対向した端面に径方
向に対向する軸方向延長部５ａ，６ａを設け、この間に
トルク伝達と過大トルク負荷時のトルク遮断を行うボー
ル９とを具え、２つの保持器のうち少なくとも一方の軸
方向延長部が径方向に弾性変形可能に構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、過負荷が生じた場合一時的に伝達トルクを遮断し、被駆動側の機器 を破損から守るようにしたトルク伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

過負荷に応じて伝達トルクを遮断し得るようにしたトルク伝達装置として、例 えば図４に示すようなものがある。このトルク伝達装置は、センタフランジ（２ １）にボールポケット（２１ａ）を設け、このボールポケット（２１ａ）に収容 したボール（２２）を、ハブ（２３）の端面に設けた係合穴（２３ａ）に係合さ せることにより、センタフランジ（２１）とハブ（２３）間のトルク伝達をボー ル（２２）を介して行なうものである。ボール（２２）は軸方向に移動可能なプ レート（２４）を介してバネ等（図示省略）でハブ（２３）側に付勢されており 、過負荷が生じた場合には、ボール（２２）がバネの付勢力に抗してプレート（ ２４）を軸方向に移動させ、係合穴（２３ａ）から抜け出すことにより、センタ フランジ（２１）とハブ（２３）間に滑りを生じさせ、これにより両者間のトル ク伝達を遮断する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ボールポケット（２１ａ）と係合穴（２３ａ）とはそれぞれ周方向に不等配で あり、例えば係合位置がワンポジションのタイプであると、センタフランジ（２ １）とハブ（２３）とが３６０度相対回転した時点で両者の位相が一致し、抜け 出したボール（２２）が再び係合穴（２３ａ）に係合する。したがって、上記ト ルク伝達装置では、トルク伝達を遮断してから再開するまでの間の空転回転数（ 空転時間）が、特に高速回転時では非常に少なくなる。この特性は使用目的によ っては効果要因でもあるが、被駆動側機器の種類によっては空転回転数（空転時 間）を多くしたい場合がある。また、過負荷が修正されるまでの間、ボールが係 合穴に対して抜け出し・係合を繰り返すことになるため、軸方向の振動やガタツ キ等が発生しやすい。

【０００４】 そこで、本考案の目的は、伝達トルク遮断時の空転回転数（空転時間）を多く し、軸方向の振動やガタツキ等を解消することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案のトルク伝達装置は、外周面に内側軌道面を設けた軸部材と、内周面に 外側軌道面を設けた外輪と、内側軌道面と外側軌道面との間に配された公転速度 の異なる２列のころ列と、それぞれのころ列のころを保持し、相対向する端面に 、径方向に対向する軸方向延長部を有する２つの保持器と、２つの保持器の径方 向に対向する軸方向延長部に形成された係合溝間に係合せしめられたボールとを 具え、２つの保持器のうち少なくとも一方の軸方向延長部が径方向に弾性変形可 能に構成されていることを特徴とする。

【０００６】

【作用】

２列のころ列の公転速度は異なるが、トルク伝達時、２つの保持器がボールを 介して相互に連結されるため、ころは保持器によって自由な公転が拘束されてロ ック状態になる。そのため、内・外側軌道面ところとの接触部に摩擦力が発生し 、この摩擦力によって軸部材と外輪間のトルク伝達が媒介される。また、過負荷 が生じた場合には、径方向に弾性変形可能な保持器の軸方向延長部が弾性変形し てボールが係合溝から抜け出すことにより保持器間の連結が解除され、ころの自 由な公転ならびに自転が確保される結果、軸部材と外輪間のトルク伝達が遮断さ れる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例について説明する。

【０００８】 図１に示すように、本考案のトルク伝達装置は、外周面に２列の内側軌道面（ １ａ）および（１ｂ）を形成した軸部材（１）と、内周面に２列の外側軌道面（ ２ａ）および（２ｂ）を形成した外輪（２）と、内側軌道面（１ａ）と外側軌道 面（２ａ）との間に形成されるトラックに配された複数のころ（３）と、内側軌 道面（１ｂ）と外側軌道面（２ｂ）との間に形成されるトラックに配された複数 のころ（４）と、ころ（３）および（４）をそれぞれ円周等配位置に保持する２ つの保持器（５）および（６）と、２つの保持器（５）、（６）の相対向した端 面に、径方向に対向する軸方向延長部（５ａ）（６ａ）を設け、この軸方向延長 部（５ａ）（６ａ）に形成された係合溝（７）（８）間に係合させた１個又は複 数個のボール（９）とを主要な構成要素とする。尚、外輪（２）はハウジング（ １０）の内径側に装着してあり、両者間のトルク伝達をピン（１１）により行な う構成にしてある。

【０００９】 内側軌道面（１ａ）の径（Ｄ１）と内側軌道面（１ｂ）の径（Ｄ２）とは異な り、外側軌道面（２ａ）と外側軌道面（２ｂ）とは同一の径（Ｄ０）を有する。 そのため、それぞれのトラックに配されたころ（３）の径（ｄ１）ところ（４） の径（ｄ２）とは異なる。

【００１０】 ころ（３）は保持器（５）により、ころ（４）は保持器（６）によりそれぞれ 円周等配位置に保持される。保持器（５）（６）の軸方向延長部（５ａ）（６ａ ）の径方向対向面には、トルク伝達と過大トルク負荷時のトルク遮断を行うボー ル（９）を係合させるための係合溝（７）（８）が１個形成してある。なお、こ のボール（９）及び係合溝（７）（８）を複数個不等ピッチ（但し、周方向のワ ンポジションで両者の位相が一致する）に設けてもよい。また、軸方向延長部（ ５ａ）と軸部材（１）との間、および、軸方向延長部（６ａ）と外輪（２）との 間にそれぞれ径方向すき間を設け、軸方向延長部（５ａ）、（６ａ）が径方向に 弾性変形できるようにしてある。尚、双方が弾性変形可能であることは必須では なく、軸方向延長部（５ａ）と軸方向延長部（６ａ）との内、少なくとも一方が 径方向に弾性変形可能であればよい。また、一方の係合溝（７）を形成してある 軸方向延長部（５ａ）の該係合溝（７）と同一軸方向位置の外周面に、図２の（ Ａ）（Ｂ）に示す様に、該係合溝（７）よりも浅い溝（７ａ）を円周方向に沿っ て設けてある。

【００１１】 以上の構成で通常の負荷トルクで回転中は、ボール（９）で２つの保持器（５ ）（６）は固定されて、左右２列のころ（３）（４）も自由に公転することがで きず固定され、軸部材（１）ところ（３）（４）及びころ（３）（４）と外輪（ ２）との間の摩擦力でトルクが伝達されている。当然ながら伝達トルクに必要な ラジアル予圧が与えられている。軸部材（１）と外輪（２）およびハウジング（ １０）との間に過大トルクが負荷された時は、２つの保持器（５）（６）は回転 を始めようとして位相がずれ、ボール（９）は、保持器（５）（６）の軸方向延 長部（５ａ）（６ａ）を弾性変形させながら保持器（５）の係合溝（７）から浅 い溝（７ａ）へ競り上がり、保持器（５）（６）間の連結がはずれ、左右２列の ころ（３）（４）は自由に公転を始め、過大トルクを遮断する。このトルク遮断 中、ボール（９）が浅い溝（７ａ）に係合しているので、保持器（５）（６）の 軸方向への相対移動は防止される。

【００１２】 次に、上記トルク伝達と過負荷トルク遮断の原理を説明する。

【００１３】 今、ころ（３）が正常に転がり運動しているときの公転速度をＮ１、ころ（４ ）のそれをＮ２とすると、 Ｎ１＝｛Ｄ１／（Ｄ１＋Ｄ０）｝×ｎ （ｎ：軸部材１の回転数） Ｎ２＝｛Ｄ２／（Ｄ２＋Ｄ０）｝×ｎ となり、それぞれのトラック間で公転速度が異なる。通常の負荷トルクで回転 中は、保持器（５）と（６）とはボール（９）を介して相互に連結されているか ら、ころ（３）および（４）は自由に公転することができず、ロックされた状態 になる。そのため、内・外側軌道面（１ａ）、（２ａ）ところ（３）との接触部 、および内・外側軌道面（１ｂ）、（２ｂ）ところ（４）との接触部に摩擦力が 発生し（ころ（３）、（４）には適当な径方向予圧が付与されている。）、これ らの摩擦力によって軸部材（１）と外輪（２）との間のトルク伝達が行なわれる 。 軸部材（１）と外輪（２）との間に過大トルクが負荷された時は、ころ（３ ）と（４）とが上式に示す異なった公転速度Ｎ１、Ｎ２で保持器（５）、（６） を伴って公転・自転を始めることにより、ボール（９）が保持器（５）（６）の 軸方向延長部（５ａ）（６ａ）を弾性変形させながら保持器（５）の係合溝（７ ）から浅い溝（７ａ）へ競り上がり、左右２列のころ（３）（４）は夫々自転・ 公転する。即ち、ボール（９）が浅い溝（７ａ）に出ると、この溝（７ａ）は円 周方向に沿って設けてあるため、保持器（５）と（６）との連結が解除される。 この時のころ（３）、（４）の運動は転がり運動であり、トルクを伝達する摩擦 力が発生しないため、軸部材（１）と外輪（２）との間のトルク伝達が遮断され る。尚、過負荷トルクの設定は、ボール（９）の径、およびボール（９）の配列 ピッチ円直径、保持器（５）（６）の係合溝（７）（８）の深さ、保持器（５） （６）の軸方向延長部（５ａ）（６ａ）のばね剛性等を調節することにより行な うことができる。

【００１４】 ボール（９）が浅い溝（７ａ）に出ると、保持器（５）と（６）とは位相を徐 々にずらしながら回転し、３６０度相対回転した時点で、係合溝（７）（８）の 位相が一致し、ボール（９）が係合して再び相互に連結される。これにより、上 述した態様で摩擦力が発生し、軸部材（１）と外輪（２）との間のトルク伝達が 再開される。

【００１５】 図３は、トルク伝達が遮断されてから再開されるまでの軸部材（１）の空転回 転数ｎ０（保持器（５）と（６）とが３６０度相対回転するのに必要な軸部材（ １）の回転数）を算出したものである。例えば、Ｄ０＝５０ｍｍ、ｄ１＝７ｍｍ 、ｄ２＝６．９ｍｍの場合であると、ｎ０＝７１４ｒｅｖとなる。空転回転数ｎ ０は、内側軌道面（１ａ）、（１ｂ）の径、外側軌道面（２ａ）、（２ｂ）の径 、ころ（３）、（４）の径を適宜設定することにより、最適値に設定することが できる。また、軸部材（１）の回転速度が既知であれば、空転回転数ｎ０を時間 換算して空転時間を求めることができる。図３の下側の条件で、軸部材（１）の 回転数が６０００ｒｐｍのときの空転時間は１．４９ｓｅｃとなる。 尚、本実 施例では、ころ列の公転速度を異ならせる手段として、外側軌道面（２ａ）と（ ２ｂ）とが同一径、内側軌道面（１ａ）と（１ｂ）とが異なる径を有する構成と したが、公転速度を異ならせる手段としてはこの他、例えば、内側軌道面（１ａ ）と（１ｂ）とが同一径、外側軌道面（２ａ）と（２ｂ）とが異なる径を有する 構成、さらには、内側軌道面（１ａ）と（１ｂ）とが異なる径、外側軌道面（２ ａ）と（２ｂ）とが異なる径を有する構成（この場合、ころ列のピッチ円径が相 互に同一になる場合、あるいは異なる場合の双方を含む。）が考えられる。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、伝達トルク遮断時の空転回転数（空転 時間）を多くすることができ、しかも、内・外側軌道面の径を適宜設定すること によって空転回転数を最適値に設定することができるため、被駆動側機器の回転 特性に応じたトルク管理をすることが可能となる。また、トラクションドライブ 方式であるため、伝達トルク遮断時はトルク制御部材の軸方向移動がなく、軸方 向振動やガタツキが従来のものに比べて減少し、かつ、滑り部分の滑り速度が非 常に小さく摩擦発熱が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図である。

【図２】（Ａ）（Ｂ）は図１における２つの保持器の係
合溝部分の拡大図である。

【図３】空転回転数を２つのケースについて算出した結
果を示す図である。

【図４】従来のトルク伝達装置の要部を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 軸部材 １ａ 内側軌道面 １ｂ 内側軌道面 ２ 外輪 ２ａ 外側軌道面 ２ｂ 外側軌道面 ３ ころ ４ ころ ５ 保持器 ５ａ 軸方向延長部 ６ 保持器 ６ａ 軸方向延長部 ７ 係合溝 ８ 係合溝 ９ ボール １０ ハウジング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に内側軌道面を設けた軸部材と、
   内周面に外側軌道面を設けた外輪と、内側軌道面と外側
   軌道面との間に配された公転速度の異なる２列のころ列
   と、それぞれのころ列のころを保持し、相対向する端面
   に、径方向に対向する軸方向延長部を有する２つの保持
   器と、２つの保持器の径方向に対向する軸方向延長部に
   形成された係合溝間に係合せしめられたボールとを具
   え、２つの保持器のうち少なくとも一方の軸方向延長部
   が径方向に弾性変形可能に構成されていることを特徴と
   するトルク伝達装置。