JPH089464Y2 - トルクリミツタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は各種機器類の駆動側と従動側との間に設けら
れて動力を伝達し、従動側に過負荷が発生した時に滑っ
て駆動側への過負荷の伝達を防止するトルクリミッタに
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のトルクリミッタとしては、例えば実開
昭63-175319号公報に開示されているように永久磁石の
磁気吸引力を利用したものが知られている。これを第４
図によって説明する。

第４図は工作機械の安全装置として組込まれる従来の
トルクリミッタを示す縦断面図で、同図において１はト
ルクリミッタ、２は駆動側となるモータ側回転軸、３は
この回転軸２にキー嵌合されスナップリングで抜け止め
されたハブである。４は第１の回転体としてのフィール
ドコアで、このフィールドコア４は複数の軸受５を介し
て前記ハブ３に回転自在に支持されている。また、この
フィールドコア４には、第１の永久磁石６が装着される
凹陥部4aと、係合手段としてのボール７が転がり自在に
嵌合される凹陥部4bと、この凹陥部4bに開口されるねじ
孔4cとが形成され、その軸方向端部には従動側となるバ
イト側歯車８がねじ止めされている。前記ボール７は凹
陥部4b開口部のかしめ内突起によって抜け止めされ、ね
じ孔4cにねじ込まれた調整ねじ９によって押されてかし
め内突起に圧接するように構成されている。なお、調整
ねじ９にはフィールドコア４側に締付けられるロックナ
ット10が螺合されている。

11は前記フィールドコア４に第１の永久磁石６の磁束
によって磁気吸着される第２の回転体としてのアーマチ
ュア、12はこのアーマチュア11を支持するための板ばね
で、この板ばね12は、基部が前記ハブ３にストッパプレ
ート13および取付けねじ14によって固定され、自由端部
側にアーマチュア11がねじ止めされている。アーマチュ
ア11には、前記ボール７が嵌合しボール７と共に係合手
段を構成する座ぐり部15がフィールドコア４の凹陥部4b
と対向する位置に形成されている。16は前記係合手段
（ボール７およびざぐり部15）が非係合状態の時にアー
マチュア11をストッパプレート13に磁気吸着させるため
の第２の永久磁石で、この第２永久磁石16はストッパプ
レート13に周方向に沿って複数並設されており、それぞ
れの永久磁石16はストッパプレート13の凹陥部13a内に
嵌め込み固定されている。

このように構成された従来のトルクリミッタでは、第
１の永久磁石６の磁気吸引力によって係合手段（ボール
７および座ぐり部15）を介して回転軸２の回転がバイト
側歯車８に伝達される。そして、バイト側に過負荷が発
生すると、係合手段が外れてアーマチュア11がフィール
ドコア４から後退する。この際、アーマチュア11とフィ
ールドコア４との間にエアギャップが形成されるので、
第１の永久磁石６におけるアーマチュア11を磁気吸引す
る磁気力が急激に弱まり、動力の伝達が遮断される。係
合手段が外れた状態では、アーマチュア11は第２の永久
磁石16の磁気吸引力によりストッパプレート13に磁気吸
着され、後退位置で保持される。そして、アーマチュア
11を手動でストッパプレート13から離してフィールドコ
ア４側へ復帰させることによって、再び動力が伝達され
るようになる。また、従来のトルクリミッタでは、ボー
ル７が凹陥部4bのかしめ内突起に調整ねじ９によって当
接されている時、換言すればボール７の突出寸法が最も
大きくなる時にアーマチュア11とフィールドコア４との
間にエアギャップが形成されるように設計されている。
すなわち、調整ねじ９を反アーマチュア側へ後退させて
エアギャップを調整することにより磁気抵抗を変えるこ
とができ、これによってトルク調整を行なうことができ
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかるに、このように構成された従来のトルクリミッ
タでは、トルク調整が可能な範囲はボール７が最も突出
されるまでであるため、トルク調整範囲が狭いという問
題があった。これを解決するために調整ねじの先端にボ
ール７の代わりとなる球面を設け、この調整ねじの球面
を座ぐり部15に嵌合させるようにすることも提案されて
いる。ところが、このような調整手段によってアーマチ
ュア11とフィールドコア４との間のエアギャップを増大
させると、アーマチュア11とストッパプレート13との間
のエアギャップが狭くなる関係から、過負荷が加わった
時に係合手段が完全に外れなくなってしまうという新た
な不具合が生じる。この不具合を解消するためには、ス
トッパプレート13とアーマチュア11との間を拡げてアー
マチュア11の移動量を大きく設定すればよいが、板ばね
12の撓み量にも限度があるためにトルク調整範囲として
は限りがあった。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係るトルクリミッタは、第１および第２の回
転体のうちいずれか一方の回転体に、磁気吸着面に対し
て出没自在に設けられた突子と、この突子を弾撥部材を
介して突出方向へ付勢する調整ねじとからなるトルク調
整部材を設けたものである。

〔作用〕

第２の回転体を第１の回転体から離間させる方向の力
がトルク調整部材によって加えられるので、調整ねじの
ねじ込み深さを変えることによって、永久磁石の実質的
な磁気吸引力が調整される。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図ないし第３図によっ
て詳細に説明する。

第１図は本考案に係るトルクリミッタの一実施例を示
す断面図、第２図は第１図におけるII-II線断面図、第
３図は第２図におけるIII-III線断面図である。これら
の図において前記第４図で説明したものと同一もしくは
同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略
する。これらの図において21はNC旋盤の駆動側と従動側
との間に組込まれる本考案に係るトルクリミッタを示
す。22はこのトルクリミッタ21の第２の回転体としての
アーマチュアで、このアーマチュア22はハブ３のフラン
ジ3aにカラー23,ストッパプレート13および取付けねじ1
4によって固定されている。このアーマチュア22はその
軸線方向に移動自在にして回転軸２と一体的に回転する
もので、それぞれ円板状に形成され前記フランジ3aおよ
びカラー23の外周に遊嵌されたトルク伝達用アーマチュ
ア22aおよび開放保持用アーマチュア22bと、同じく円板
状に形成され前記両アーマチュア22a,22b間に介装され
た板ばね22cとで構成され、この板ばね22cの外周部は前
記両アーマチュア22a,22bの外周部において挾持保持さ
れ、内周部は前記フランジ3aと前記カラー23によって挾
持保持されている。換言すれば、前記アーマチュア22a,
22bは板ばね22cにより軸線方向に移動自在に弾性保持さ
れている。25はこれらのアーマチュア22a,22bを一体的
に結合させるためのボルト、26はシム、27,28は各アー
マチュア22a,22bの互いに対向する側面に形成されたテ
ーパ面で、これらのテーパ面27,28により板ばね22cの板
厚方向の弾性変形を可能にしている。但し、テーパ面2
7,28は前記シム26の板厚を十分大きくした場合には不要
とされる。また、前記トルク伝達用アーマチュア22aの
フィールドコア４と対向する側面29には、フィールドコ
ア４のボール７と対応するように３箇所に座ぐり部15が
形成されている。

フィールドコア４における前記アーマチュア22と対向
する側面30には、本実施例では６つの凹陥部31が円周方
向に等配されて凹設されており、その中に第１の永久磁
石６がそれぞれ嵌め込まれている。さらに、このフィー
ルドコア４の側面30における前記凹陥部31同士の間に
は、この凹陥部31より小さな凹陥部32,33が３つずつ円
周方向に等配されて凹設されている。なお、凹陥部32,3
3は凹陥部31を隔てて交互に配設されている。

前記凹陥部32には、前記トルク伝達用アーマチュア22
aの座ぐり部15に嵌入係合し、この座ぐり部15と共に係
合手段34を構成するボール７が転がり自在に収納されて
いる。このボール７は、凹陥部32の開口部に形成された
かしめ内突起によって抜け止めされ、ねじ孔32aにねじ
込まれた調整ねじ９によって押されてかしめ内突起に圧
接するように構成されている。

前記凹陥部33には、歯車８側に開口するねじ孔33a
と、トルク伝達用アーマチュア22a側に開口する貫通孔3
3bとが形成されており、貫通孔33bには段付きピン35が
嵌挿されている。貫通孔33bは凹陥部33より小径に設定
され、この貫通孔33b内に段付きピン35の小径部が挿入
されている。なお、段付きピン35の小径部の長さ寸法
は、段付きピン35が最もアーマチュア22a側に移動して
大径部が凹陥部33の内側端面に当接された時にその先端
がフィールドコア４の側面30からトルク伝達用アーマチ
ュア22a側へ突出する寸法をもって形成されている。そ
して、先端がフィールドコア４から突出する長さ（この
長さの実質的寸法を第３図中ｇで示す）は、エアギャッ
プＧより小さくなるように設定されている。このエアギ
ャップＧは、前記係合手段34が外れてアーマチュア22が
ストッパプレート13に磁気吸着された時のトルク伝達用
アーマチュア22aとフィールドコア４との間隙を示す。3
6は前記段付きピン35を突出方向へ付勢する圧縮コイル
ばね、37は前記圧縮コイルばね36の弾撥力を調整するた
めの調整ねじで、この調整ねじ37は、圧縮コイルばね36
を圧縮させるようにして凹陥部33のねじ孔33aにねじ込
まれている。38は前記調整ねじ37をフィールドコア４に
対して固定するためのロックナットである。これら段付
きピン35,圧縮コイルばね36および調整ねじ37等によっ
てトルク調整部材が構成される。

次に、以上のように構成されたトルクリミッタ21の動
作を説明する。

アーマチュア22は、第１図に示すように第１の永久磁
石６がトルク伝達用アーマチュア22aを板ばね22cの弾撥
力に抗して吸引することにより右方位置に設定保持さ
れ、この状態においてボール７が座ぐり部15に嵌入係合
し、フィールドコア４とハブ３とが連結される。この
際、第２のトルク調整部材の段付きピン35は、凹陥部33
内に弾装された圧縮コイルばね36の弾撥力によってトル
ク伝達用アーマチュア22a側へ付勢されている関係か
ら、その先端がトルク伝達用アーマチュア22aに圧接さ
れている。すなわち、この状態では駆動モータの駆動に
より回転軸２を一方向に回転させると、その回転はハブ
３、アーマチュア22、係合手段34およびフィールドコア
４を介してバイト側歯車８に伝達される。

そして、従動側において例えば旋盤のバイトに過負荷
が発生すると、フィールドコア４側に制動が掛かるた
め、第１の永久磁石６の磁気吸引力に抗してトルク伝達
用アーマチュア22aの座ぐり部15がボール７を乗り越え
て前記アーマチュア22aを後退させる。したがって、係
合手段34が外れ、アーマチュア22からフィールドコア４
への動力伝達が遮断される。この時、前記トルク伝達用
アーマチュア22aは前記ボール７における凹陥部32から
の突出量に相当する距離だけ後退し、このアーマチュア
22aとフィールドコア４との間にエアギャップが形成さ
れる。すると第１の永久磁石６の磁束に対する磁気抵抗
が急激に増大するため、トルク伝達用アーマチュア22a
の後退位置では第２の永久磁石16の磁気吸引力が第１の
永久磁石６のそれに打ち勝ち、アーマチュア22を吸引す
る。この結果、アーマチュア22は第１図左方に移動して
開放保持用アーマチュア22bが第２の永久磁石16に吸着
される。また、アーマチュア22の軸方向移動により、駆
動モータを直ちにOFFにするが、この時、前記開放保持
用アーマチュア22bが第２の永久磁石16に吸着保持され
ていることにより、駆動側の動力が完全に消滅するまで
にこのアーマチュア22が元の位置に戻って係合手段34が
再係合するというようなことはない。さらに、第２のト
ルク調整部材の段付きピン35はフィールドコア４から突
出する寸法ｇがエアギャップＧより小さくなるように設
定されているため、係合手段34が外れて空転しているト
ルク伝達用アーマチュア22aに小径部の先端が接触する
ようなこともない。

このトルクリミッタ21では、トルク調整部材の調整ね
じ37のねじ込み深さを調整してトルクを調整することが
できる。すなわち、トルク調整部材の調整ねじ37をねじ
込んで第３図中左方へ移動させると、圧縮コイルばね36
の弾撥力が増大されて段付きピン35でトルク伝達用アー
マチュア22aを押す力が増大される。この力は第１の永
久磁石６の磁気吸引力とは反対方向に、言い換えればト
ルク伝達用アーマチュア22aをフィールドコア４から離
間させる方向へ作用するので、この力を増大させればト
ルク伝達用アーマチュア22aを第１の永久磁石６の磁気
吸引力に抗してフィールドコア４から離間させやすくす
ることができる。

したがって、トルク調整部材の調整ねじ37のねじ込み
深さを調整することによって、第１の永久磁石６の実質
的な磁気吸引力を調整することができる。

なお、上記実施例では第１の永久磁石６を第１の回転
体としてのフィールドコア４に組込んだが、これに限ら
ずアーマチュア22、特にトルク伝達用アーマチュア22a
に組込んでもよいことは勿論である。また、係合手段34
としてボール７と座ぐり部15とを例示したが、例えば歯
と歯との噛み合いにしてもよいなど種々の変更が可能で
ある。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案に係るトルクリミッタは、
第１および第２の回転体のうちいずれか一方の回転体
に、磁気吸着面に対して出没自在に設けられた突子と、
この突子を弾撥部材を介して突出方向へ付勢する調整ね
じとからなる第２のトルク調整部材を設けたため、第２
の回転体を第１の回転体から離間させる方向の力が第２
のトルク調整部材によって加えられるので、この第２の
トルク調整部材の調整ねじのねじ込み深さを変えること
によって、永久磁石の実質的な磁気吸引力を調整するこ
とができる。したがって、トルク調整を、永久磁石の実
質的な磁気吸引力を変えて行なうことができる。このた
め、第２の回転体の移動量を大きくすることなくトルク
調整範囲を大きく設定することができ、高性能なトルク
リミッタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るトルクリミッタの一実施例を示す
断面図、第２図は第１図におけるII-II線断面図、第３
図は第２図におけるIII-III線断面図である。第４図は
従来のトルクリミッタを示す縦断面図である。 ２……回転軸、４……フィールドコア、６……第１の永
久磁石、７……ボール、9,37……調整ねじ、15……座ぐ
り部、21……トルクリミッタ、22……アーマチュア、22
a……トルク伝達用アーマチュア、35……段付きピン、3
6……圧縮コイルばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向への移動を規制されて回転軸と同軸
   上に設けられた第１の回転体と、前記回転軸に軸方向へ
   移動自在に軸装され、前記第１の回転体に永久磁石によ
   って磁気吸着される第２の回転体と、磁気吸着時におけ
   る第２の回転体と第１の回転体との間隔を調整するトル
   ク調整部材とを備えたトルクリミッタにおいて、前記第
   １および第２の回転体のうちいずれか一方の回転体に、
   磁気吸着面に対して出没自在に設けられた突子と、この
   突子を弾撥部材を介して突出方向へ付勢する調整ねじと
   からなるトルク調整部材を設けたことを特徴とするトル
   クリミッタ。