JPH06313442A - 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、伝達遮断トルクの精度に対する部品寸
法精度の影響を小さくする。 【構成】 周面に割れ目１３を設けた外輪２の内径面
に、内輪１の円周面８との間でくさび形空所１２を形成
する複数の係合面１１を設ける。くさび形空所１２に、
係合子としてのローラ３と保持器４を設け、保持器４
に、内輪１の回転を減速して伝える減速手段を連結す
る。この構造では、外輪２全体が１つのばねとして作用
するため、ばねの撓み量を大きく、ばね定数を低く設定
でき、伝達遮断トルクに及ぼす部品の寸法精度の影響を
小さくできる。

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６及び図７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、微小なすき
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
に変形させて、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】ところで、上記提案の
トルクリミッタにおいては、板ばね３５の各辺がローラ
３７と係合する１つのばねとして機能しているが、この
方法では構造的にばね長さを大きくとれないため、材料
強度的に許容できるばねの撓み量も小さくなり、結果的
にばね定数が高くなる。

【０００８】このため、ローラ３７が板ばね３５の係合
位置を通過する際の伝達遮断トルクの精度を確保するた
めには、板ばね３５や、それを嵌合させる外輪３２、内
輪３１及びローラ３７などの各部品の寸法精度を厳しく
管理する必要があり、トルクリミッタを製造する上で改
善が望まれている。

【０００９】そこで、この発明は、上記の問題を解決
し、伝達遮断トルクの精度に及ぼす部品寸法精度の影響
を小さくでき、簡単な構造で精度のよいトルクの伝達と
遮断が行なえ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。

【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、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、この係合
面を備える軌道輪の周面の１ケ所を円周方向に分離して
その軌道輪に径方向に変形する弾性を与え、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、この係合子が係合する位
置以外の両軌道輪間のすき間を係合子が抵抗なく移動で
きる大きさで形成し、上記保持器に、駆動側の軌道輪の
回転を減速して伝える減速手段を連結したものである。

【００１１】

【作用】上記の構造においては、両軌道輪が相対回転す
ると、係合子が円筒面と係合面に係合し、両軌道輪を一
体で回転させる。この状態から、従動側の軌道輪に過負
荷が加わると、周面が分離した軌道輪が弾性変形し、さ
らにその軌道輪に作用するトルクが増大した時点で係合
子が円筒面と係合面間の係合位置を通過し、トルク伝達
が遮断される。

【００１２】このように係合子が係合位置を通過する
と、保持器が、減速手段によって駆動側の軌道輪に対し
て減速されて回転駆動され、係合子は低い速度で移動
し、長い時間隔をおいて次の係合位置へ送られる。

【００１３】上記の構造では、分離された軌道輪全体が
１つのばねとして作用するため、ばねの撓み量を大きく
設定できる。したがって、ばね定数を低くすることが可
能となり、伝達遮断トルクの精度に対する部品寸法精度
の影響を小さくすることができる。

【００１４】

【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。このトルクリミッタは、図
１及び図２に示すように、内輪１と、外輪２、係合子と
してのローラ３、保持器４、ケーシング５、蓋部材６、
及び減速手段７とから構成される。

【００１５】内輪１は、外径面が円筒面８で形成され、
内側に、入力軸を挿入するキー溝付きの孔９が設けられ
ている。

【００１６】外輪２は、内径面に等間隔で８個の凹所１
０が形成され、その７個の凹所１０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１
１は、内輪１の円筒面８との間でくさび形空所１２を形
成する。

【００１７】また、残りの凹所１０には、外輪２の内径
面から外径面にわたる割れ目１３が形成されており、こ
のように周面の１ケ所を分離することにより、外輪２に
は径方向に変形可能な弾性が付与されている。

【００１８】上記内輪１と外輪２の間に設けられる環状
の保持器４の周面には、外輪２の各凹所１０に対応して
等間隔で８個のポケット１４が形成され、その各ポケッ
ト１４に、それぞれローラ３が組込まれている。

【００１９】このローラ３の直径寸法ｄは、図５に示す
ように、円筒面８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８と係合面１１に係合するように設定されてい
る。

【００２０】また、上記幅狭部１２ｂの近傍以外の内輪
１と外輪２間の間隙の寸法は、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。

【００２１】上記ケーシング５は、外輪２の外側に嵌合
し、その端面にボルト１５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１６、１６により回転自在に支
持されている。

【００２２】また、ケーシング５の内側側面にはトルク
伝達用凹所１７が形成され、その凹所１７に組合される
トルク伝達用突起１８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１９が形成されている。

【００２３】一方、減速手段７は、保持器４の端部内径
面に設けた円環部２０を、ケーシング５の内側側面に設
けた円環部２１に微小なすき間δをもって嵌合し、その
円環部２０と内輪１の円筒面８との間に、鋼球から成る
複数の転動体２２と、その各転動体２２を所定の間隔で
保持する保持器２３を組込んで形成されている。

【００２４】上記転動体２２の直径は、図３に示すよう
に、保持器４と内輪１の間に転動体２２が圧入状態で組
込まれる大きさに設定され、この転動体２２の圧入によ
って保持器４の円環部２０が各転動体２２を頂点として
変形し、その変形部分で円環部２０と円環部２１が接触
するようになっている。

【００２５】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９に入力軸を挿入し、蓋部材６の
ボルト孔１９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。

【００２６】いま、内輪１が図２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
一体に回転する。この場合、外輪２とケーシング５がト
ルク伝達用突起１８と凹所１７を介して係合され、ケー
シング５と蓋部材６がボルト１５により連結されている
ため、入力軸から出力軸にトルクが伝達される。

【００２７】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１３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。

【００２８】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。

【００２９】この場合、ローラ３がくさび形空所１２の
幅狭部１２ｂを通過するときの伝達トルクである伝達遮
断トルクは、外輪２全体が１つのばねとして作用するた
め、外輪２の係合面１１と円筒面８の接線とがなすくさ
び角２αや、拡径時における外輪２の弾性変形のばね定
数、係合面１１における幅狭部１２ｂの位置を変化させ
ることにより調整することができる。また、ローラ３の
直径や内輪１の外径寸法を変更することによっても調整
することができる。

【００３０】一方、くさび形空所１２の幅狭部１２ｂを
通過したローラ３は、保持器４により次のくさび形空所
１２に向かって移動されるが、保持器４は、転動体２２
の圧入による変形によって円環部２０の複数箇所がケー
シング５の円環部２１に接触しているため、クリープが
生じ、両円環部２０、２１は１回転で微小な嵌合すき間
δに円周率を乗じた距離だけ円周方向に相対移動する。
このため、保持器４は低い速度で回転運動し、ローラ３
は長い時間をかけて次の係合位置に移動する。

【００３１】なお、上記の実施例では、減速手段７とし
て円環部２０、２１によるクリープを利用した機構を示
したが、駆動側の回転を減速して保持器４に伝達できる
機能があれば、他の任意の機構を採用することができ
る。

【００３２】また、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。

【００３３】

【効果】以上のように、この発明は、軌道輪全体を１つ
のばねとして使用するので、ばねの撓み量を大きく設定
することができ、ばね定数を小さくすることができる。
したがって、トルクリミッタの伝達遮断トルクの精度に
及ぼす部品寸法精度の影響を小さくでき、また使用時の
摩擦や熱変形による寸法変化の影響も小さくできるた
め、低コストで伝達遮断トルクの精度の良いトルクリミ
ッタを構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】従来例を示す縦断正面図

【図７】図６のVII −VII 線の断面図

【符号の説明】

１ 内輪 ２ 外輪 ３ ローラ ４ 保持器 ７ 減速手段 ８ 円筒面 １１ 係合面 １２ くさび形空所 １３ 割れ目 ２０、２１ 円環部 ２２ 転動体

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、この係合面
   を備える軌道輪の周面の１ケ所を円周方向に分離してそ
   の軌道輪に径方向に変形する弾性を与え、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、この係合子が係合する位置
   以外の両軌道輪間のすき間を係合子が抵抗なく移動でき
   る大きさで形成し、上記保持器に、駆動側の軌道輪の回
   転を減速して伝える減速手段を連結した自動復帰機能付
   トルクリミッタ。
2. 【請求項２】 上記係合面を、円筒面に対して円周方向
   に傾斜する傾斜面で形成し、その係合面と円筒面との間
   でくさび形空所を形成するようにした請求項１に記載の
   自動復帰機能付トルクリミッタ。