JPH06313441A - 自動復帰機能付トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長い時間間隔をおいて自動復帰するトルクリ
ミッタにおいて、再復帰させる機構の構造を簡単にし、
組立や調整を容易にする。 【構成】 内輪１に取付けたガイドローラ軸受１９に、
ローラ３の保持器４を摺接させ、ガイドローラ軸受１９
の公転により保持器４を偏心運動させる。保持器４の外
周に多数の弾性材２２を配置し、各弾性材２２を内輪回
転方向に傾かせる。内輪１の回転に伴なって保持器４が
偏心すると、保持器４の外径方向と内径方向の偏心部分
との間で弾性体２２から保持器４に作用する送り力に差
が生じ、その差により保持器４が低速で内輪方と同じ向
に回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、長い時間間隔をおい
て自動復帰を繰り返すトルクリミッタに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般産業機械においては、機械の致命的
事故の防止のために、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時
は、自動的に元の状態に復帰して動力伝達を繰り返すト
ルクリミッタを組込む場合がある。このトルクリミッタ
では、原動機側が高速度で回転している状態で極めて短
い時間間隔で自動復帰が繰り返されると、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。

【０００３】上記のような長い時間間隔で自動復帰する
トルクリミッタとして、従来、図１２及び図１３に示す
ものが提案されている。

【０００４】この提案のトルクリミッタは、内輪３１と
外輪３２の対向する面に、円筒面３３と、多角形の板ば
ね３５の各辺に形成される係合面３４を設け、内外輪３
１、３２の間に設けた保持器３６のポケットに、円筒面
３３と係合面３４の最小すきま部に係合するローラ３７
を組込んでいる。

【０００５】また、保持器３６と外輪３２にそれぞれ共
回りするように設けた円環部３８、３９を微少なすき間
をもって嵌合させ、内輪３１と保持器３６間に圧入した
転動体４０により保持器３６側の円環部３８を径方向に
変形させ、両円環部３８、３９を複数位置で接触させて
いる。

【０００６】上記の構造では、従動側の過負荷により係
合面３４を形成する板ばね３５が変形し、ローラ３７が
係合位置を通過すると、保持器３６が、内輪３１からの
回転荷重により外輪３２側の円環部３９を中心に内接転
がりしてクリープを起こし、ローラ３７を低速度で次の
係合位置まで移動させる。これにより、長い時間間隔を
おいてトルク伝達状態が自動復帰し、それが繰り返され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記提案のトルクリミ
ッタにおいて、トルクリミッタを再復帰させる機構は、
微少なすき間で嵌合させた円環部３８、３９の間に、複
数の転動体４０とその保持器を組込む構造であり、その
組立てに際しては、円環部３８、３９の径寸法を適正な
圧入代が得られるように高精度に成形し、その円環部３
８、３９の間に転動体４０を圧入する作業が必要になる
ため、構造の上で複雑になり、組立てや調整に手間がか
かりやすい問題がある。

【０００８】そこで、この発明は、上記の問題を解決
し、再復帰の機構の構造を簡略化し、組立てや調整作業
を簡単に行なうことができる自動復帰機能付トルクリミ
ッタを提供することを目的としている。

【０００９】

【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、一方が駆動側、他方が従動側となる２
つの軌道輪を内外に嵌合させ、その両軌道輪の対向する
面の一方に円筒面を、他方に係合面を形成し、上記両軌
道輪の間に設けた保持器のポケットに、上記円筒面と係
合面に係合する係合子を組込み、上記係合面の表面又は
その係合面を備える軌道輪を弾性変形可能に形成し、上
記保持器と駆動側の軌道輪の間に、その軌道輪の回転を
保持器の偏心運動に変換する手段を設け、上記保持器の
内側又は外側に対向して円周方向に均等な密度で配列さ
れる多数の弾性体を設け、この各弾性体の先端を結ぶ円
弧を、駆動側の駆動輪と同心で、かつ保持器が偏心した
ときその保持器の周面と少なくとも１個の弾性体が接触
するような径寸法で形成し、上記各弾性体の先端を、保
持器に対して円周方向に微小な角度で傾斜させた構造と
したものである。

【００１０】

【作用】上記の構造においては、係合子が円筒面と係合
面に係合した状態で、従動側に過負荷が作用し、係合子
が係合位置を通過して駆動側の軌道輪が空回りすると、
その軌道輪の回転が保持器の偏心運動に変換される。

【００１１】この保持器の偏心運動により、偏心した側
の保持器の周面と弾性体が強く接触するが、弾性体の先
端が保持器に対して円周方向に傾いているため、くさび
効果により保持器は滑らずに弾性材の傾き方向に送り出
される。一方、偏心とは反対側の保持器周面と弾性体と
は離れるか弱い接触となるため、その接触位置で滑りが
生じ、保持器にはほとんど送り力が作用しない。

【００１２】この保持器の周面に作用する送り力の差に
より、保持器は弾性材の傾き方向にわずかな量ずつ回転
し、係合子を長い時間をかけて次の係合位置まで移動さ
せる。

【００１３】

【実施例】図１乃至図５は、実施例の自動復帰機能付ト
ルクリミッタを示している。図１及び図２に示すよう
に、内輪１は、外径面が円筒面７で形成され、中央部
に、入力軸を挿入するキー溝付きの孔８が設けられてい
る。

【００１４】内輪１の外側に嵌合する外輪２は、周面の
１ケ所に内径面から外径面にわたる割れ目９が形成さ
れ、この周面の分離により外輪全体に径方向に変形可能
な弾性が与えられている。また、外輪２の内径面には、
等間隔で８個の凹所１０が形成され、その７個の凹所１
０の底面に、円周方向に傾斜する係合面１１が形成され
ている。この各係合面１１は、上記内輪１の円筒面７と
の間でくさび形空所１２を形成する。

【００１５】上記係合面１１と円筒面７の間には、環状
の保持器４が径方向に所定のすき間をもって組込まれて
いる。この保持器４は、くし歯形に形成され、その一方
の端部に、外輪２の各凹所１０に対応させて８個のポケ
ット１３が形成されており、この各ポケット１３にそれ
ぞれ係合子としてのローラ３が組込まれている。

【００１６】このローラ３の直径寸法ｄは、図５に示す
ように、円筒面７と係合面１１で形成するくさび形空所
１２の幅広部１２ａよりも小さく、幅狭部１２ｂよりも
大きく形成され、幅狭部１２ｂの近傍でのみローラ３が
円筒面７と係合面１１に係合するように設定されてい
る。

【００１７】また、上記幅狭部１２ｂの近傍以外の内輪
１と外輪２間のすき間の寸法は、ローラ３の直径寸法ｄ
より大きく形成され、ローラ３が抵抗なく移動できるよ
うな大きさに形成されている。

【００１８】上記外輪２の外側にはケーシング５が嵌合
され、そのケーシング５の端面にボルト１４を用いて蓋
部材６が一体に連結されている。このケーシング５と蓋
部材６は、内輪１の両端部に配置した軸受１５、１５に
より回転自在に支持される。また、ケーシング５の内側
側面にはトルク伝達用凹所１６が形成され、その凹所１
６に組合されるトルク伝達用突起１７が外輪２の側面に
形成されており、蓋部材６の外側側面には、出力軸を取
付けるためのボルト孔１８が形成されている。

【００１９】一方、内輪１の端面には、ガイドローラ軸
受１９が取付けられ、このガイドローラ軸受１９の外周
面に保持器３の内周面が摺接している。このガイドロー
ラ軸受１９の中心位置は、保持器４が内輪１の回転中心
に対して偏心して回転するように設定されている。この
構造では、内輪１の回転に伴ってガイドローラ軸受１９
が公転すると、ガイドローラ軸受１９が自転しつつ保持
器４を偏心させ、保持器４は回転力がほとんど伝わらず
に偏心運動のみをおこす。

【００２０】また、上記保持器４の外周面に対向するケ
ーシング５の内径面には、制動ばね２０が取付けられて
いる。この制動ばね２０は、図６及び図７に示すよう
に、円筒形のばね板材２１の周面に、プレス等により一
定の間隔でコ字形の舌片を内径側に打ち抜いて形成され
ており、この内側に突出した舌片部分の１つ１つが保持
器４の外周に均等に配列する弾性体２２を形成してい
る。

【００２１】この各弾性体２２は、それぞれ上記外輪２
の係合面１１の傾斜方向と同じ方向に傾いて形成されて
おり、その各弾性体２２の先端を結ぶ円弧２３は、内輪
１の回転中心と同心で、かつ保持器４が偏心したとき少
なくとも１個の弾性体２２が保持器４の周面と接触する
ような大きさに設定されている。また、各弾性体２２の
傾き角度βは、保持器４が偏心して接触した時に、傾く
弾性体２２と保持器４の周面との間で生じるくさび効果
により接触部分に滑りが生じないような角度に設定され
ている。

【００２２】上記の弾性体２２を形成する制動ばね２０
は、外径面が接着等によってケーシング５の内径面に一
体化され、回転しないように固定される。

【００２３】この実施例のトルクリミッタは上記のよう
な構造であり、内輪１の孔８に入力軸を挿入し、蓋部材
６のボルト孔１８に取付けたボルトを介して出力軸を取
付け、入力軸により内輪１を回転させる。

【００２４】いま、内輪１が図５において矢印方向に回
転すると、ローラ３がくさび形空所１２の幅狭部１２ｂ
に喰い込んでロック状態となり、内輪１と共に外輪２が
一体に回転し、その外輪２のトルクがケーシング５と蓋
部材６を介して出力軸に伝達される。

【００２５】この状態から、出力側（外輪２側）に作用
する負荷が増大すると、外輪２の周面が割れ目９により
分離されているため、外輪２が拡径し、ローラ３の喰い
込み量が増大する。

【００２６】さらに、出力軸に加わる負荷が増大し、く
さび形空所１２の幅狭部１２ｂをローラ３が通過する
と、ローラ３がトルクを伝達することができなくなって
内輪１が空転し、入力軸から出力軸にトルクが伝達され
ない。

【００２７】このように伝達トルクが伝達遮断トルクを
越えて内輪１が空転すると、ガイドローラ軸受１９が公
転し、それに伴なって保持器４が偏心運動をする。

【００２８】このとき、保持器４が外径方向に偏心した
部分では、図８に示すように、保持器４の周面と接触す
る弾性体２２の撓み量が増加し、接触力も増加する。こ
の場合、各弾性体２２が内輪１の回転方向に傾いている
ため、くさび効果によって保持器４は接触位置で滑らず
に、弾性体２２の変形方向である内輪１の回転方向に送
り出される。

【００２９】一方、保持器４が内径方向に偏心した部分
では、上記と同様の現象により保持器４は上記とは逆方
向に送り出されようとすると、この部分では図９に示す
ように保持器４が弾性体２２から離れ、弾性体２２の撓
み量が減少して接触力も小さくなるため、接触位置でわ
ずかな滑りが発生する。

【００３０】このため、保持器４が外径方向に偏心した
部分と内径方向に偏心した部分との間で弾性体２２の送
り出し力に差が生じ、この力の差から保持器４は内輪１
の回転方向に移動する。

【００３１】上記の作用は全ての弾性体２２で同様に起
こり、保持器４は偏心運動と共に少しずつ内輪１の回転
方向に回転運動する。この保持器４の回転に伴なって、
ローラ３が内輪回転方向に移動し、一定の時間をかけて
次のくさび形空所１２に到達する。

【００３２】そして、再びローラ３がくさび形空所１２
に喰い込むとロック状態となり、トルクが伝達できるよ
うになり、その伝達トルクが伝達遮断トルクを越える
と、上記と同様の作用を繰り返す。

【００３３】上記の再復帰までの時間は、保持器４の周
面と各弾性体２２との干渉量を調節することにより、任
意に調整することができる。

【００３４】一方、図１０及び図１１は他の実施例を示
している。この例では、トルクリミッタの再復帰する機
構を前述した実施例と同じ構造とし、トルクリミッタ機
構自体に従来技術の項で述べた板ばねを用いる構造を採
用している。

【００３５】すなわち、外輪２の内径側に多角形の板ば
ね３５を組込み、その板ばね３５の各辺の内面に、ロー
ラ３が係合する係合面３４を形成している。また、外輪
２の内径面に凹部４１を設け、伝達トルクが伝達遮断ト
ルクを越えた時ローラ３が板ばね３５を凹部４１側に弾
性変形させて、係合面３４と円筒面３３の間を通過する
ようにしている。

【００３６】他の構造や作用については、前述した実施
例と同じであるため、同一部品には同一の符号を付して
説明を省略する。

【００３７】なお、上記の実施例では、内輪１を駆動側
とし、外輪２を従動側とした例を示したが、逆に内輪側
に負荷トルクをかけ、外輪側から回転させるようにして
も同様の作用を得ることができる。

【００３８】

【効果】以上のように、この発明のトルクリミッタは、
偏心運動する保持器の周面に弾性材を配置するだけでよ
く、再復帰時間の調整も保持器と弾性体の干渉量を調整
することにより行なえるので、従来のクリープを利用す
る構造に比べて再復帰機構の構造が簡単になると共に、
組立や調整作業が容易になり、低コストで精度の良い再
復帰動作を形成できる効果がある。

【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線の断面図

【図３】図１のIII −III 線の断面図

【図４】図１の要部を拡大して示す断面図

【図５】同上のクラッチ部分を拡大して示す断面図

【図６】制動ばねの正面図

【図７】同上の側面図

【図８】実施例の作用状態を示す図

【図９】同上の作用状態を示す図

【図１０】他の実施例を示す縦断正面図

【図１１】図１０のXI−XI線の断面図

【図１２】従来例を示す縦断正面図

【図１３】図１２のXIII−XIII線の断面図

【符号の説明】

１ 内輪 ２ 外輪 ３ ローラ ４ 保持器 ５ ケーシング ６ 蓋部材 ７、３３ 円筒面 １１、３４ 係合面 １２ くさび形空所 １３ ポケット １９ ガイドローラ軸受 ２０ 制動ばね ２２ 弾性体 ３５ 板ばね ４１ 凹部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方が駆動側、他方が従動側となる２つ
   の軌道輪を内外に嵌合させ、その両軌道輪の対向する面
   の一方に円筒面を、他方に係合面を形成し、上記両軌道
   輪の間に設けた保持器のポケットに、上記円筒面と係合
   面に係合する係合子を組込み、上記係合面の表面又はそ
   の係合面を備える軌道輪を弾性変形可能に形成し、上記
   保持器と駆動側の軌道輪の間に、その軌道輪の回転を保
   持器の偏心運動に変換する手段を設け、上記保持器の内
   側又は外側に対向して円周方向に均等な密度で配列され
   る多数の弾性体を設け、この各弾性体の先端を結ぶ円弧
   を、駆動側の駆動輪と同心で、かつ保持器が偏心したと
   きその保持器の周面と少なくとも１個の弾性体が接触す
   るような径寸法で形成し、上記各弾性体の先端を、保持
   器に対して円周方向に微小な角度で傾斜させた自動復帰
   機能付トルクリミッタ。
2. 【請求項２】 上記弾性体を、円筒形の板ばねの周面を
   部分的に径方向へ打ち抜いて形成した請求項１に記載の
   自動復帰機能付トルクリミッタ。