JPH0617837A - 自動復帰機能付トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、軌道輪と保持器とに関連させて設
けた両円環部を接触嵌合させ、その両者間でクリープを
発生させて保持器の回転を減速させる自動復帰機能付ト
ルクリミッタにおいて、簡単な構造変更により保持器の
クリープ回転を変化できるようにする。 【構成】 内外輪１、２間に設けた保持器１６に、円筒
面８と多角形のカム面１２に係合するローラ１８を組込
み、保持器１６に連結した円環部材１９と内輪１との間
に、転動体２８を圧入する。外輪１にねじ込んだすきま
調節リング４に、円環部材１９と嵌合する円環部２１を
形成し、その両者の嵌合面を軸方向の傾斜面２２、２３
とする。この構造では、円環部材１９が円環部２１を中
心に内接ころがりしてクリープを生じるが、すきま調節
リング４を進退動させるとクリープを発生する嵌合すき
間が変化し、保持器の回転数が変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動復帰する機能を
備えたトルクリミッタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】小型船舶のプロペラ推進機や冷凍機コン
プレッサの液圧縮回路などにおいては、従動側の過負荷
に対して原動機側の動力伝達を切離し、従動側が正常状
態に回復した場合は、自動的に元の状態に復帰してトル
ク伝達を繰り返すトルクリミッタが必要になる。

【０００３】また、上記のトルクリミッタでは、原動機
側が高速度で回転している状態で、極めて短かい時間間
隔で自動復帰が繰返されると、従動側に無理を強いるこ
とになるため、所定の長い時間間隔をおいて自動復帰す
る機能が求められる。

【０００４】従来、このような長い間隔をおいて自動復
帰するトルクリミッタとして、本出願人が先に特願平４
−１１１２８１号により提案したものがある。

【０００５】この提案のものは、図７に示すように、内
輪１と外輪２の対向する面に、円筒面８と、多角形の板
ばね１１から成るカム面１２を形成し、内外輪１、２の
間に設けた保持器１６のポケットに、円筒面８とカム面
１２の最小すきま部に係合するローラ１８を組込んでい
る。

【０００６】また、保持器１６と外輪２に関連させてそ
れぞれすき間をもって嵌合する円環部３１、３２を設
け、内輪１と保持器１６間に圧入した転動体２８により
保持器１６の円環部３１を径方向に変形させて、両円環
部３１、３２を複数位置で接触させている。

【０００７】上記の構造では、カム面１２を形成する板
ばね１１が変形し、ローラ１８が係合位置を通過する
と、保持器１６が内輪１からの回転荷重により外輪２の
円環部３２を中心に内接転がりしてクリープを起こし、
ローラ１８を低い速度で次の係合位置まで移動させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように上記提案の
トルクリミッタは、長い時間間隔をおいてトルクの伝達
と解除のサイクルを繰り返すことができるが、いま、そ
の自動復帰の時間間隔を変更しようとすると、通常ロー
ラ１８が係合する位置の間隔を変化させる必要がある。
しかし、このような係合位置の変化は、カム面１２の間
隔やローラ１８の間隔を変化させる必要があるため、板
ばね１１や外輪２の内径面の形状や保持器１６の形状を
設計変更する必要があり、変更のための時間やコストが
大きくなる問題がある。

【０００９】そこで、この発明は、簡単な構造により自
動復帰の時間間隔を任意に調節できるようにしたトルク
リミッタを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、内外に嵌合する軌道輪の対向する面
に、円筒面と多角形のカム面を形成し、その両軌道輪の
間に組込んだ保持器のポケットに、上記円筒面とカム面
の最小すきま部に係合する係合子を設けると共に、上記
カム面の最小すきま部の表面を弾性材で形成し、従動側
の軌道輪と保持器にそれぞれ関連させて互いにすき間を
もって嵌合する円環部を設け、保持器に関連する円環部
を径方向に偏心させて上記両円環部を接触状態で転がり
運動させる偏心付与手段を備えた自動復帰機能付トルク
リミッタにおいて、上記両円環部の嵌合すき間を変化さ
せるすき間調節手段を備えた構造としたのである。

【００１１】また、上記すきま調節手段として、両円環
部の一方を他方に向かって軸方向に進退動可能に設け、
その両円環部の嵌合面を軸方向に傾斜する傾斜面として
構成したものを採用したのである。

【００１２】

【作用】接触転がり運動をする両円環部間のクリープ速
度は、両円環部の偏心量、即ち、両者の嵌合すき間の大
きさに比例する。すなわち、両者の嵌合すき間（偏心
量）をδ、円周率をπとした場合、一方の円環部が他方
の円環部を中心に内接又は外接転がりして１回転する間
に、その一方の円環部はδπの量だけ移動する。したが
って、上記嵌合すき間δを変化させると、保持器のクリ
ープ回転数が変化し、係合子が自動復帰する時間間隔を
調節することができる。

【００１３】

【実施例】図１乃至図６は、実施例のトルクリミッタを
示している。図１に示すように、外輪２は、一端にねじ
部３が形成され、そのねじ部３に、内方部材の蓋板を兼
用するすきま調整リング４が軸方向に進退動可能に取付
けられている。また、外輪２の他端には軸受箱５が圧入
され、その軸受箱５とすきま調整リング４の内側に内輪
１が挿入されている。この内輪１と外輪２は、調整リン
グ４と内輪１の間、及び軸受箱５と内輪１の間に組込ん
だ軸受６、７を介して回転自在に支持され、その両軸受
６、７の案内により同軸上に配置されている。

【００１４】上記内輪１の中央部の外径面は、円筒面８
で形成され、この円筒面８に対向する外輪１の内径面９
には、円周方向に等間隔で８ケ所のバネ座１０が形成さ
れており、その各バネ座１０にほぼ正八角形の角リング
を形成する板ばね１１が組込まれている。

【００１５】この板ばね１１は、８等分に分割されたば
ね板１１ａで形成されており、外輪２に組込んだ状態で
その各ばね板１１ａの内面が内輪１の円筒面８との間で
くさび形空間をなすカム面１２を形成している。また、
上記各ばね板１１ａは、外輪２の各バネ座１０の間でわ
ずかに締まり嵌めの状態で組込まれ、各ばね板１１ａと
外輪２の内径面９との間には、ばね板１１ａの変形を許
容するぬすみ１３が設けられている。さらに、板ばね１
１の中央部には、内輪１の円筒面８に向かう突起１４が
形成され、その突起１４と円筒面８間の最小すきま部１
５の寸法ａは、後述するローラ１８の外径寸法ｄより小
さく設定されている。

【００１６】上記板ばね１１と内輪１の円筒面８の間に
は、環状の保持器１６が設けられ、その保持器１６の周
面に、カム面１２と対応して等間隔で多数のポケット１
７が設けられ、その各ポケット１７に、係合子としての
ローラ１８が組込まれている。

【００１７】このローラ１８は、外径寸法ｄが、カム面
１２と円筒面８間の最小すきま部１５以外の間隙に対し
て小さく形成され、図１に示すように、最小すきま部１
５の近傍でのみカム面１２と円筒面８に係合するように
なっている。また、ローラ１８の外径寸法ｄは、板ばね
１１がぬすみ１３側に撓んだ時に、板ばね１１と円筒面
８間にできる間隔よりも小さく設定され、その間隔をロ
ーラ１８が通過できるようになっている。

【００１８】また、上記保持器１６の先端部は軸受６側
に突出し、その突出部分１６ａに内外輪と同軸の円環部
材１９が連結されている。この円環部材１９は、その内
径面と上記突出部分１６ａの外径面に設けた凹凸部２０
とを嵌合させて保持器１６に締まり嵌めされており、そ
の嵌合によって円環部材１９と保持器１６は、軸方向に
は移動不可であるが、回転方向には所定のトルクで相対
回転可能なように連結されている。

【００１９】一方、外輪２の先端にねじ部３を介して取
付けられるすきま調節リング４の内面には、上記円環部
材１９の内側に嵌まり込む円環部２１が形成されてい
る。上記円環部２１と円環部材１９の嵌合面は、図５に
示すようにそれぞれ軸方向に傾斜する傾斜面２２、２３
で形成されており、その両傾斜面２２、２３の間に嵌合
すき間δが設けられている。この構造では、すきま調整
部材４を外輪２のねじ部３にねじ込んで軸方向に移動さ
せると、図６に示すように傾斜面２２、２３同士が接近
し、嵌合すき間δが変化する。この嵌合すき間δは、通
常、円環部材１９の内径寸法と円環部２１の外径寸法の
呼び径Ｄに対して３００分の１以下の値に設定される。

【００２０】なお、図１において、すきま調節リング４
の端面の２４は、操作用レンチの挿入孔であり、外輪２
の端部には、調節リング４を固定するストップねじ２５
が取付けられている。

【００２１】また、上記円環部材１９の内径面と内輪２
の外径面には、それぞれに対応して円周溝２６、２７が
形成され、その両溝２６、２７の間に、鋼球等から成る
３個の転動体２８が圧入されている。この各転動体２８
は、ボール保持器２９により円周方向に１２０度間隔で
配置され、円周溝２６、２７上の転がりによって円環部
材１９を内輪１に対して回転案内する。また、この転動
体２８の圧入により、図３に示すように円環部材１９が
各転動体２８を頂点として変形し、その変形部材３０で
外輪２と一体の円環部２１に点接触又は線接触するよう
になっている。

【００２２】この実施例のトルクリミッタは上記のよう
な構造で成り、内輪１を原動機側に、外輪２を従動側に
それぞれ連結し、図１及び図２に示すように、内輪１の
円筒面８と板ばね１１のカム面１２にローラ１８が当接
した状態で外輪２を固定し、内輪１を矢印の方向に回転
すると、ローラ１８が円筒面８とカム面１２に噛み込ん
でクラッチが成立し、外輪２が内輪１と一体で回転す
る。

【００２３】この状態から、外輪２に負荷するトルクが
大きくなると、図４に示すように、クラッチを構成して
いる角リング状板ばね１１のカム面１２がぬすみ１３側
に撓み、過負荷が継続すると、ローラ１８が最小すきま
部１５を通過し、カム面１２の反対側に放出されて、ク
ラッチ機能を失なう。

【００２４】上記のトルク伝達が解放された状態で原動
機側が回転を続け、内輪１と外輪２が相対回転すると、
円環部材１９が円環部２１との接触によって、円環部２
１の外径を中心にして内接転がり運動をし、クリープを
生じる。すなわち、円環部材１９が円環部２１を１回転
する間に、嵌合すき間δに円周率πを乗じた量πδだけ
相対回転する。

【００２５】このクリープの回転方向は、内接ころがり
のために内輪１の回転方向と同じであり、クリープの回
転数、すなわち保持器１６の回転数Ｎｃは、内輪１の回
転数をＮ、転動体２８のピッチ円径をＤ_P 、転動体２８
の直径をＤ_W とすると、次の式で表わされる。 Ｎ_C ＝（δ／Ｄ）×｛（Ｄ_P −Ｄ_W ）／（２×Ｄ_P ）｝×Ｎ …… この場合、嵌合すき間δの値が、上述したように呼び径
Ｄの１／３００以下の値で設定してあるので、保持器１
６は、内輪１の回転数に対して６００分の１以下の回転
数で回転することになる。このため、従動側（外輪）が
異常事態で停止した後、長い時間をおいてローラ１８が
次の係合位置に到達することになり、十分な時間的余裕
をもった自動復帰のサイクルを繰り返すことができる。

【００２６】一方、ここで、すきま調整部材４を外輪２
の内側にねじ込み、図６に示すように傾斜面２２、２３
同士を接近させて嵌合すき間をδ／２に設定すると、保
持器１６のクリープ回転数は、上記式の関係から上記
回転数Ｎｃの１／２の大きさになる。このため、ローラ
１８は半分の速度で次の係合位置に向かって移動するこ
とになり、係合位置へ到達するまでの時間が倍増する。
このように嵌合すき間δの大きさに比例してローラが自
動復帰するまでの時間が増減するので、すきま調節リン
グ４を進退動させることにより、自動復帰する時間間隔
を自在に変化させることができる。

【００２７】上記の構造では、外輪２の端部にねじを介
してすきま調節リング４を移動可能に取付けるだけなの
で、従来の構造からの簡単な変更で済み、板ばね１１や
保持器１６の形状を変えてカム面１２やローラ１８の間
隔を変化させる方法に比べて、低コストでトルクリミッ
タの改造を行なうことができる。

【００２８】また、上記の例では、内輪１を駆動側に外
輪２を従動側にしたが、逆に、外輪２を駆動側に内輪１
を従動側にしても、上述と同じ作用を得ることができ
る。この場合は、固定側の内輪１に、保持器１６に連結
した円環部材１９と嵌合する円環部２１を設け、回転側
の外輪２と円環部材１９の間に、円環部材１９を変形さ
せる転動体２８を圧入する。

【００２９】

【効果】以上のように、この発明は、クリープを発生す
る保持器と軌道輪の円環部間の嵌合すき間を変化させる
ので、カム面の形状や係合子の間隔を変更することな
く、保持器のクリープ回転速度を変化させることがで
き、簡単な構造変更と低コストにより自動復帰の時間間
隔を自由に調節できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のトルクリミッタを示す縦断正面図

【図２】図１のII−II線に沿った断面図

【図３】図１のIII −III 線に沿った断面図

【図４】同上のクラッチ部分を拡大して示す断面図

【図５】同上のクリープ発生部分を拡大して示す断面図

【図６】図５の作動状態を示す断面図

【図７】従来例を示す断面図

【符号の説明】

１ 内輪 ２ 外輪 ４ すきま調整リング ８ 円筒面 １１ 板ばね １２ カム面 １６ 保持器 １８ ローラ １９ 円環部材 ２１ 円環部 ２２、２３ 傾斜面 ２８ 転動体 δ 嵌合すき間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内外に嵌合する軌道輪の対向する面に、
   円筒面と多角形のカム面を形成し、その両軌道輪の間に
   組込んだ保持器のポケットに、上記円筒面とカム面の最
   小すきま部に係合する係合子を設けると共に、上記カム
   面の最小すきま部の表面を弾性材で形成し、従動側の軌
   道輪と保持器にそれぞれ関連させて互いにすき間をもっ
   て嵌合する円環部を設け、保持器に関連する円環部を径
   方向に偏心させて上記両円環部を接触状態で転がり運動
   させる偏心付与手段を備えた自動復帰機能付トルクリミ
   ッタにおいて、上記両円環部の嵌合すき間を変化させる
   すき間調節手段を備えたことを特徴とする自動復帰機能
   付トルクリミッタ。
2. 【請求項２】 上記すき間調節手段が、上記両円環部の
   一方を他方に向かって軸方向に進退動可能に設け、その
   両円環部の嵌合面を軸方向に傾斜する傾斜面として構成
   されていることを特徴とする請求項１に記載の自動復帰
   機能付トルクリミッタ。