JPH1130242A

JPH1130242A - トルク可変装置

Info

Publication number: JPH1130242A
Application number: JP9183305A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Onishi; 俊光大西; Takeshi Yanagimoto; 武志柳本
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】トルク入力回転方向によりトルク伝達力差を
生じさせることができるトルク可変装置を提供する。【解決手段】入力側のハブ７の回転トルクをスプロケ
ット２０等の出力側に伝達するためのトルク可変装置に
おいて、ハブ７のフランジ７ａ面の円周方向に複数の係
合溝２１を形成し、出力側に、その係合溝２１と係合し
て回転を出力側に伝達する鋼球１８等のトルク伝達部材
を設けると共にそのトルク伝達部材を係合溝２１に押し
付ける皿バネ１１等の押付手段を設け、さらに上記係合
溝２１の角度を左右方向で異ならせたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力側から出力側
に回転を伝達する装置に係り、特に伝達するトルクを可
変することが可能なトルク可変装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、トルク伝達装置は、図６に示すよ
うに、ハブ７に入力されたトルクをスプロケット２０に
伝達するものである。スプロケット２０は、ハブ７にブ
ッシュ９を介して回転自在に嵌合され、その両側にハブ
７に挿入した摩擦板８，８に挟まれ、さらにハブ７にプ
レート１０，皿バネ１１，ロックワッシャ１３が挿入さ
れると共に調節ナット１２がハブ７に螺合されて固定さ
れる。

【０００３】このトルク伝達装置の伝達トルクは、摩擦
板８を皿バネ１１で押しつけ、その摩擦力により決ま
る。また、ハブ７にトルク入力時、左回転，右回転でも
同等の力を伝達する。

【０００４】入力トルクが大きくなると摩擦板８とスプ
ロッケット２０はスリップし、スプロケット２０には、
トルク伝達が行われない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このトルク伝達装置で
は、入力回転方向が、左回転、右回転時、同等力のトル
クを伝達することが可能である。

【０００６】入力回転方向により伝達トルクを大、小と
変化させたい場合、図６の構造では不可能である。そこ
で、この入力回転方向によりトルク可変可能にしなけれ
ば、大小のトルクを伝達することができない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、トルク入力回転方向によりトルク伝達力差を生じさ
せることができるトルク可変装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、入力側のハブの回転トルクをス
プロケット等の出力側に伝達するためのトルク可変装置
において、ハブのフランジ面の円周方向に複数の係合溝
を形成し、出力側に、その係合溝と係合して回転を出力
側に伝達する鋼球等のトルク伝達部材を設けると共にそ
のトルク伝達部材を係合溝に押し付ける皿バネ等の押付
手段を設け、さらに上記係合溝の角度を左右方向で異な
らせたトルク可変装置である。

【０００９】請求項２の発明は、ハブが、フランジと軸
管部からなり、そのフランジに、表面を座ぐって形成し
た係合溝が形成され、上記軸管部に、係合溝に係合する
鋼球を支持するセンタフランジを嵌合すると共に、鋼球
を押し付け、かつスプロケットに回転を伝達するプレー
トを嵌合し、さらにそのプレートを皿バネと調節ナット
からなる押付手段で押し付けた請求項１記載のトルク可
変装置である。

【００１０】請求項３の発明は、係合溝が、フランジの
円周方向に５個形成され、その内、３個の係合溝の左右
方向の座ぐり角度が異なるようにされた請求項２記載の
トルク可変装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１２】図１において、ハブ７はフランジ７ａと軸
管部７ｂからなり、その軸管部７ｂにトルク伝達部材と
しての鋼球１８を嵌め込むセンタフランジ１４が、すべ
り軸受１７にて回転可能に設けられ、軸管部７ｂに、鋼
球１８をフランジ７ａに押し付けるプレート１０が軸方
向移動自在に嵌め込まれ、そのプレート１０にスプロケ
ット２０がスプライン係合されて一体に回転するよう設
けられる。このプレート１０には、ベアリング１５が収
容され、そのベアリング１５とプレート１０に接するよ
うにセンサプレート１６が軸管部７ｂに嵌め込まれ、さ
らに複数枚の皿バネ１１が嵌め込まれた後、軸管部７ｂ
に調節ナット１２が螺合されて押付手段が構成される。

【００１３】さて、図２（ａ）は、鋼球１８と接するハ
ブ７のフランジ７ａの面を示し、図２（ｂ）は、図２
（ａ）のＡ−Ａ線断面を示したものである。

【００１４】図２（ａ）に示すように、フランジ７ａの
面には５個の鋼球１８が係合する５つの係合溝２１が形
成され、その内の２つが、角度θ₂で座ぐられた円形溝
２２からなり、残りの３つが、円形溝２２ａから円周方
向に座ぐりを浅く、角度θ₁で連続的に移動して小円形
溝２２ｂに座ぐった長円形溝２３から構成される。

【００１５】次に本発明の作用を述べる。

【００１６】ハブ７に図１に矢印で示したように回転力
が入力されると、その回転力が鋼球１８よりプレート１
０を介してスプロケット２０に伝達される。

【００１７】この伝達トルクの調節は、皿バネ１１の押
し付け力を調節ナット１２で調節してトルク調節を行
う。

【００１８】ハブ７のフランジ７ａには、５個の係合溝
２１が形成され、この係合溝２１に鋼球１８がはまり、
センタフランジ１４にトルクを伝達し、そのセンタフラ
ンジ１４からプレート１０を介してスプロケット２０に
或いはセンタフランジ１４から直接スプロケット２０に
トルクを伝達する。

【００１９】鋼球１８は係合溝２１から外れると、セン
タフランジ１４にはトルク伝達がなされずスリップして
トルクリミッタとして作動する。

【００２０】本発明においては、図２（ａ），図２
（ｂ）に示すように、係合溝２１の内、３個の座ぐり角
度を変え、右回転の時には、鋼球１８は、角度θ₂で座
ぐられた円形溝２２，２２ａに接するよう、左回転の時
は、角度θ₂で座ぐられた円形溝２２と、角度θ₁で座
ぐられた小円形溝２２ｂに接するようにする。

【００２１】これにより、ハブ７が右回転するときは、
鋼球１８は、５個分の溝角度θ₂の円形溝２２，２２ａ
に接してセンタフランジ１４にトルクを伝達し、左回転
する時は、３個分の角度θ₁の小円形溝２２ｂと２個分
の溝角度θ₂の円形溝２２と接してトルクを伝達するこ
とで伝達トルクを左右方向で変えることが可能となる。

【００２２】これを、図５により説明する。

【００２３】図５（ａ）は、ハブ７が左回転し、鋼球１
８は皿バネ１１の圧縮力Ｆで係合溝２１に押し付けら
れ、トルクＴで係合溝２１の溝角度θ₁の斜面上の物体
を持ち上げる場合を考えると、図５（ｂ）に示すように
表せ、伝達トルクＴ₁を考えると図のような分力が働く
ことになる。

【００２４】分力は、Ｆの斜面方向の分力の大きさとＴ
により増加した摩擦力との和に等しい式で表すと（ただ
し、角度θ₁時のトルクＴ₁、角度θ₂時のトルクＴ₂
とする）、Ｔ₁ｃｏｓθ₁＝Ｆｓｉｎθ₁＋μ（Ｔ₁ｓ
ｉｎθ₁＋Ｆｃｏｓθ₁）となり、Ｔ₁＝Ｆ・（ｓｉｎθ₁＋μｃｏｓθ₁）／（ｃｏｓθ
₁−μｓｉｎθ₁）この分子，分母をｃｏｓθ₁で割ると、Ｔ₁＝Ｆ・（ｔａｎθ₁＋μ）／（１−μｔａｎθ₁）となり、左回転時の加工溝角度θ₁のトルク伝達力とな
る。

【００２５】ハブ７の左回転時の伝達トルクは、鋼球１
８の加工した溝角度θ₁３個分と加工していない溝角度
θ₂２個分のトルクＴ₂＝Ｆ・（ｔａｎθ₂＋μ）／
（１−μｔａｎθ₂）の合力となる。

【００２６】ゆえに（３Ｔ₁＋２Ｔ₂）が左回転時の伝
達トルクとなる。

【００２７】同様に、右回転時は、図５（ｃ）より、Ｔ₂＝Ｆ・（ｔａｎθ₂＋μ）／（１−μｔａｎθ₂）となり、これが鋼球１８の溝角度θ₂５個分、５Ｔ₂が
右回転時の伝達トルクとなる。

【００２８】このように角度により、左回転，右回転で
はトルク伝達差が生じることがわかる。皿バネ１１の圧
縮力Ｆと摩擦係数μは一定なことから、θ角度により伝
達トルクＴが決まり、図２に示した係合溝２１の角度
は、θ₁＜θ₂なのでトルク伝達は、（３Ｔ₁＋２
Ｔ₂）＜５Ｔ₂ということになる。

【００２９】従って、（左回転トルク＜右回転トルク）
が成り立つことがいえる。

【００３０】また、図３は、改良前の係合溝２１を示し
たもので、角度を左右方向とも角度θ₂としたもので、
この場合左右の伝達トルクは同じとなる。

【００３１】図４は、本発明のトルク可変装置を適用し
た巻取機の伝動系統図を示したものである。

【００３２】図において、１はモータ、２はスプロケッ
ト、３はチェーン、４は本発明が適用されるトルク伝達
装置、５はスクリュー、６はピントル、１９はドラムで
ある。

【００３３】巻取機に空ドラム１９を装着する時、ピン
トル６をモータ１で回し、ピントル６をドラム１９の側
面までセットする。満尺になりドラム１９を取り外す際
もピントル６をモータ１で回し取り外す。

【００３４】このピントル６をモータ駆動する際のトル
ク伝達を改造したハブ７を使用し行う。空ドラム１９装
着時（締め付け時，左回転）は、小さいトルク（鋼球１
８，３Ｔ₁＋２Ｔ₂）でトルク伝達を行い、満ドラムを
外す際（開放時，右回転）は、大きいトルク（鋼球１
８，５Ｔ₂）でトルク伝達を行えるようにする。

【００３５】なお、図４ではドラムの巻取機の例で説明
したが、ドラムの送出側のピントルにも使用できる。

【００３６】以上において、従来は皿バネの圧縮力を調
整し使用するため、左回転と右回転のトルクが同じなた
め、ピントルからの着脱ができない場合があり、その都
度皿バネの圧縮力を調整する必要があったが、本発明に
おいては、締め付け時には小さなトルクで、開放時には
大きなトルクでピントルを回すことができるので、最初
に皿バネ圧縮力を調整することで、従来の不具合を解消
することが可能となる。

【００３７】なお、上述の実施の形態においては、トル
ク伝達部材として、鋼球１８でトルク伝達を行う例で説
明したが、トルク伝達部材は、鋼球１８に限らず、伝達
する面を、面と面で伝達を行い、この面に、角度をもっ
た面（波面状の面）を作り、左右回転時にトルク伝達力
差を生じさせるようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、左右回転
時にトルク差を生じさせることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。

【図２】図１のハブの詳細を示す図である。

【図３】改良前のハブの詳細を示す図である。

【図４】本発明が適用される巻取機の伝動系統図を示す
図である。

【図５】本発明において、ハブと鋼球の力作用を説明す
る図である。

【図６】従来のトルク伝達装置を示す図である。

【符号の説明】

７ハブ７ａフランジ１１皿バネ１８鋼球２０スプロケット２１係合溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力側のハブの回転トルクをスプロケッ
ト等の出力側に伝達するためのトルク可変装置におい
て、ハブのフランジ面の円周方向に複数の係合溝を形成
し、出力側に、その係合溝と係合して回転を出力側に伝
達する鋼球等のトルク伝達部材を設けると共にそのトル
ク伝達部材を係合溝に押し付ける皿バネ等の押付手段を
設け、さらに上記係合溝の角度を左右方向で異ならせた
ことを特徴とするトルク可変装置。
【請求項２】ハブが、フランジと軸管部からなり、そ
のフランジに、表面を座ぐって形成した係合溝が形成さ
れ、上記軸管部に、係合溝に係合する鋼球を支持するセ
ンタフランジを嵌合すると共に、鋼球を押し付け、かつ
スプロケットに回転を伝達するプレートを嵌合し、さら
にそのプレートを皿バネと調節ナットからなる押付手段
で押し付けた請求項１記載のトルク可変装置。
【請求項３】係合溝が、フランジの円周方向に５個形
成され、その内、３個の係合溝の左右方向の座ぐり角度
が異なるようにされた請求項２記載のトルク可変装置。