JPH0742995B2 - トルク伝達方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、トルク伝達方法に関する。

［従来技術］ 一般に、駆動軸と従動軸の間には、従動軸に必要とされ
るトルクを確実に伝達するとともに、上記必要とされる
トルクを大幅に上回る異常トルクの伝達を遮断可能とす
るトルク伝達装置が設けられている。このトルク伝達装
置は、第４図に示すように従動軸に必要とされるトルク
TOより大なる制限トルクTAを定め、制限トルク以下のト
ルクを確実に伝達し、制限トルクと越えるトルクの伝達
を遮断可能としている。なお、実線T1の部分は、連続回
転時における該回転角度領域での従動軸に必要なトルク
を示し、破線T2の部分は起動時における従動軸に必要な
トルクを示す。

したがって、このトルク伝達装置によれば、従動側に必
要なトルクを確実に伝達して従動側の適正な作動を可能
とするとともに、制限トルクを越える異常に過大なトル
クを遮断し、従動側の各構成要素の破損を防止可能とす
る。

しかしながら、従来のトルク伝達装置においては、従動
軸の全回転角度で起動時に必要とされるトルクT2の最大
値を超える一定のトルク値を制限トルクTAとして設定し
ており、連続回転時に必要とされるトルクT1との間に大
きなかい離が存在することを余儀なくされている。

したがって、従来のトルク伝達装置においては、従動側
の各回転角度において作動する構成要素の全てに、大な
る制限トルクTAに耐える必要以上に高い強度を与えなけ
ればならないという不都合がある。

［発明の目的］ 本発明は、従動側に必要とされるトルクを確実に伝達可
能とするとともに、従動側の各構成要素の強度設定を過
大化することなく、それら構成要素の破損を確実に防止
することを目的としている。

［発明の構成］ 本発明は、駆動軸から従動軸に向けて所定の制限トルク
以下のトルクを伝達可能とするトルク伝達方法におい
て、１サイクル動作あたりの従動軸の定常トルクをこの
従動軸の回転角度ごとに予め求め、求めた従動軸の回転
角度ごとの各定常トルクに、当該回転角度にて必要とさ
れる加算トルクをそれぞれ加算し、この加算結果を従動
軸の各回転角度における制限トルクとして設定してお
き、実際のトルク伝達にあたり、従動軸の各回転角度に
おいて駆動軸からの従動軸へ伝達されるトルクが該回転
角度に対応する上記制限トルク以下の場合はそのトルク
伝達を許容し、伝達されるトルクが上記制限トルクを越
える場合には異常トルクとしてその異常トルクの従動軸
への伝達を遮断するようにしたものである。

［発明の具体的説明］ 以下、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の一実施例が適用されてなるトルク伝
達装置の制御系統図である。

トルク伝達装置は、駆動軸10と従動軸11の間に継手部12
を介装してなり、トルク伝達部13を備えた継手部12にお
ける許容最大伝達トルクの調整により、駆動側14から従
動側15へ該許容最大伝達トルクすなわち制限トルク以下
のトルクを伝達可能としている。すなわち、このトルク
伝達装置の継手部12は、例えば、電磁クラッチ、空圧ク
ラッチ、油圧クラッチ等からなり、それぞれ電磁クラッ
チの電流制御、空圧クラッチの空圧調整、油圧クラッチ
の油圧調整等を行うことにより、駆動軸10と従動軸11と
の間の制限トルクの調整を可能とし、従動軸11に必要と
されるトルクを駆動軸10から従動軸11へ伝達可能として
いる。さらに従動軸11に伝達されるトルクが上記所定の
制限トルクを超える場合には、トルクの伝達を遮断可能
としている。

従動軸11に必要とされる１サイクル動作あたりの定常ト
ルクT0は従動軸11の各回転角度ごとに予め求められ、該
各回転角度に応じる定常トルクT0は、従動軸11を定常稼
動させた連続回転状態で制限トルク設定手段17の定常ト
ルク検出部18により検出可能とされている。定常トルク
検出部18は、継手部12の従動軸11側に取付けられ、駆動
軸10から従動軸11へ伝達される定常トルクT0（θ）を連
続して検出可能としている。これにより、第２図に示す
従動軸11の各回転角度において必要とされる定常トルク
T0（θ）が検出可能となる。第２図において示す定常ト
ルクT0（θ）のうち、実線T1（θ）の部分は、連続回転
時の従動軸11に必要な定常トルクを示し、破線T2（θ）
の部分は、起動時の従動軸11に必要なトルクを示す。

制限トルクTBは、制限トルク設定手段17により設定され
る。すなわち、該制限トルクTBのうち連続回転時におけ
る制限トルクTB1は、前述の如くに求めた従動軸11の回
転角度ごとの各定常トルクT1（θ）に、従動軸11の当該
回転角度にて必要とされる加算トルクTC1（θ）をそれ
ぞれ加算し、この加算結果を従動軸11の各回転角度にお
ける制限トルクTB1として設定しておく。すなわち、加
算トルクTC1（θ）は、加算トルク設定部19において設
定され、演算部20へ出力されるようになっている。ま
た、定常トルク検出部18によって検出されてなる従動軸
11の連続回転時における各回転角度の定常トルクT1
（θ）は、演算部20へ出力されるようになっている。演
算部20は、定常トルクT1（θ）に加算トルクTC1（θ）
を加算する演算処理を行い、さらに該加算結果を制限ト
ルク設定部21に出力するようになっている。この結果、
制限トルク設定部21において、従動軸11の連続回転時に
おける各回転角度の制限トルクTB1（θ）が設定可能と
なる。なお、本実施例において加算トルクTC1は、従動
軸11の連続回転時における全回転角度を通じ、一定量Ｋ
となっている。これにより、第２図に示すように従動軸
11の各回転角度において必要とされる定常トルクT1
（θ）に対応する制限トルクTB1（θ）が得られること
となる。このようにして得られた従動軸11を定常稼動さ
せた状態における従動軸11の連続回転時における制限ト
ルクTB1（θ）は、制限トルク設定部21に記憶される。

一方、制限トルクTBのうち従動軸11の起動時における制
限トルクTB2は、従動軸11の各回転角度のそれぞれに対
応して設定可能され、制限トルク設定部21に記憶される
制限トルクTB1（θ）に、従動軸11に必要とされる起動
時加算トルクTC2（θ）を加算して設定される。起動時
加算トルクTC2（θ）は、起動時制限トルク調節部23に
おいて設定され、従動軸11を所定の回転角度位置から起
動させた場合に、該回転角度位置から一定回転角度にわ
たって制限トルクTB1（θ）に起動時加算トルクTC2
（θ）を加算する演算処理を行うことを可能としてい
る。

すなわち、起動時加算トルクTC2（θ）は、第２図に示
すように従動軸11を例えば０度の位置から回転起動させ
た場合に、一定回転角度θ１の領域で起動時加算トルク
TC2（θ）を加算するようにしている。また、起動時加
算トルクTC2（θ）は、起動時制限トルクTB2（θ）が、
起動時における従動軸11に必要なトルクT2（θ）を超え
る値Ｌとされる。

回転角度検出器16は、駆動軸10が駆動され、従動軸11が
伝達駆動される状態における従動軸11の回転角度θを検
出可能としている。回転角度検出器16には、ロータリー
エンコーダ等が用いられる。回転角度検出器により検出
される従動軸11の各回転角度θは、制限トルク設定部21
へ出力される。制限トルク設定部21は、回転角度検出器
16から出力される従動軸11の各回転角度θに基づき、記
憶される制限トルクTB1（θ）に関するデータから該回
転角度θに応じた制限トルクTB1（θ）を従動軸11の起
動時には、起動時制限トルク調節部23を介して制御器22
へ出力するようにし、また、従動軸11の連続回転時に
は、直接制御器22へ出力するようにしている。起動時制
限トルク調節部23は、入力される制限トルクTB1（θ）
のうち、従動軸11の起動時から一定回転角度にわたっ
て、起動時加算トルクTC2（θ）を加算し、制御器22へ
出力するようにしている。制御器22は、起動時における
制限トルクTB2（θ）あるいは連続回転時における制限
トルクTB1（θ）に基づき、従動軸11の起動時あるいは
連続回転時の各回転角度における最大許容伝達トルクを
調整可能としている。

すなわち、制御器22は、トルク伝達部13を制御し、実際
のトルク伝達にあたり、従動軸11の各回転角度において
駆動軸10から従動軸11へ伝達されるトルクが該回転角度
に対応する上記制限トルク以下の場合はそのトルク伝達
を許容し、伝達されるトルクが上記制限トルクと越える
場合には異常トルクとしてその異常トルクの従動軸11へ
の伝達を遮断する。

次に上記実施例の作用を説明する。

駆動軸10を駆動させ、従動軸11を定常稼動させた状態
で、制限トルク設定手段17により、従動軸11の連続回転
時における各回転角度に対する制限トルクTB1（θ）の
設定を行う。制限トルクTB1（θ）は、従動軸11の定常
稼動状態における連続回転時の定常トルクT1を検出して
行われ、従動軸11の各回転角度に応じて変化する定常ト
ルクT1（θ）に加算トルクTC1（θ）を加算して設定さ
れる。設定された制限トルクTB1（θ）は、制限トルク
設定部21に記憶され、さらに、記憶された制限トルクTB
1（θ）は、従動軸11の駆動時に回転角度検出器16が検
出する従動軸11の回転角度に応じて起動時制限トルク調
節部23を介しあるいは直接制御器22へ出力される。これ
により、起動時あるいは連続回転時の各回転角度に対応
する制限トルクTB（θ）以下のトルクが、従動軸11へ伝
達可能となり、従動軸11において必要とされる制限トル
クが各回転角度に応じ伝達されることとなる。これとと
もに、各回転角度において制限トルクTB（θ）を超え
る、例えば従動側15における異物の噛み込み事故が発生
した場合に、トルクの伝達が遮断され、この結果、従動
側15の各構成要素が破損から保護されることとなる。

このように、上記実施例によれば、従動軸11の回転角度
に応じて制限トルクTB（θ）が設定されるので、従動側
15の各構成要素の強度設定をそれら制限トルクTB（θ）
に見合う必要最小限のものとすることが可能となる。

なお、上記実施例において加算トルクTC1（θ）は、従
動軸11の全回転角度を通じ、一定値Ｋとなっているが、
各回転角度に応じ異なる加算トルクTC1（θ）を与える
ものとしてもよく、例えば、比較的に異物を噛み込み易
い回転角度の領域部分における加算トルクTC1（θ）の
量を多くして、その分、対応する従動側15の各構成要素
の強度設定を大としてもよく、また、それ以外の回転角
度の領域部分での加算トルクTC1（θ）の量を少なくし
て、その分対応する従動側15の各構成要素の強度設定を
小としてもよい。

第３図は、本発明の他の実施例が適用されてなるトルク
伝達装置の制御系統図である。第１図の実施例において
は、制限トルクTB（θ）の設定を、従動軸11を定常稼動
させた状態とし、この状態で制限トルク設定手段17によ
り定常トルクT1（θ）を検出して行うこととしている。
これに対し、本実施例では、従動軸11の連続回転時にお
ける各回転角度の定常トルクT1（θ）を予め不図示の定
常トルク検出装置で検出し、該定常トルクT1（θ）に各
回転角度に必要とされる加算トルクTC1（θ）を、不図
示の加算装置により加算して制限トルクTB1（θ）を設
定しておく。設定された制限トルクTB1（θ）は、制限
トルク設定部24に記憶される。制限トルクTB1（θ）の
記憶は、フロッピティスク、磁気テープ等の記憶媒体が
用いられるようにされる。

回転角度検出器16は、従動軸11の各回転角度を検出し、
検出される該回転角度θを制限トルク設定部24へ出力す
る。制限トルク設定部24は、従動軸11の各回転角度に基
づき、記憶される制限トルクTB1（θ）から該回転角度
θに応じた制限トルクTB1（θ）を従動軸11の起動時に
は、起動時制限トルク調節部23を介して制御器22へ出力
するようにし、また、従動軸11の連続回転時には、直接
制御器22へ出力するようにしている。

この結果、上記実施例と同様に制御器22が起動時あるい
は連続回転時におけるトルク伝達部13でのトルク伝達の
調整を可能とし、従動軸11へ制限トルクTB（θ）以下の
最大許容伝達トルクが伝達可能となる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、従動側に必要とされるト
ルクを確実に伝達可能とするとともに、従動側の各構成
要素の強度設定を過大化することなく、それら構成要素
の破損を確実に防止することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例が適用されてなるトルク伝達
装置を示す制御系統図、第２図は本発明の一実施例が適
用されてなるトルク伝達装置における従動軸の各回転角
度とトルクの関係を示す線図、第３図は本発明の他の実
施例が適用されてなるトルク伝達装置を示す制御系統
図、第４図は従来のトルク伝達装置における従動軸の各
回転角度とトルクの関係を示す線図である。 10……駆動軸、11……従動軸、13……トルク伝達部、16
……回転角度検出器、17……制限トルク設定手段、22…
…制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸から従動軸に向けて所定の制限トル
   ク以下のトルクを伝達可能とするトルク伝達方法におい
   て、１サイクル動作あたりの従動軸の定常トルクをこの
   従動軸の回転角度ごとに予め求め、求めた従動軸の回転
   角度ごとの各定常トルクに、当該回転角度にて必要とさ
   れる加算トルクをそれぞれ加算し、この加算結果を従動
   軸の各回転角度における制限トルクとして設定してお
   き、実際のトルク伝達にあたり、従動軸の各回転角度に
   おいて駆動軸からの従動軸へ伝達されるトルクが該回転
   角度に対応する上記制限トルク以下の場合はそのトルク
   伝達を許容し、伝達されるトルクが上記制限トルクを越
   える場合には異常トルクとしてその異常トルクの従動軸
   への伝達を遮断するようにしたことを特徴とするトルク
   伝達方法。