JPS6140846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なトルクリミターに関する。さら
に詳しくは、正逆両回転に対して過負荷がかかる
と簡単にトルクの伝達がとめられ、また過負荷が
取除かれると簡単にトルクを伝達しうる状態に戻
されるようにしたトルクリミターに関する。

従来、トルクリミターとしてはつぎのようなも
のが採用されている。このものは一方の回転軸が
取りつけられるカバーケースと、他方の回転軸が
取りつけられるケース蓋とからなり、ケース蓋に
同一の円周上で等間隔に配置され、かつ案内溝で
連結された３つの凹部を設け、前記カバーケース
のケース蓋と対向する面に前記凹部と対向する凹
部を設け、３つの球を両凹部に嵌合するように配
置し、該球をケース蓋側の凹部に設けられたスプ
リングによりカバーケースの凹部に押圧し、これ
によつてトルクの伝達を行なうようにしたもので
ある。しかしながらこのものにおいては、被駆動
側の回転軸に過負荷がかかつたばあいに、球が凹
部から脱けでて案内溝に入りトルクの伝達が行な
われなくなるのであるが、120゜の回転により球
が案内溝上を移動してしまうと、つぎの凹部に嵌
合し過負荷が除かれないにもかかわらず、トルク
が伝達されるようになるために被駆動側に損傷が
おこりやすいという問題がある。

本発明はこのような問題の解決のためになされ
たものであり、(a)回転軸が取りつけられる駆動部
材と、(b)該駆動部材に対向して配設され、かつ前
記回転軸の方向に移動しうる被動部材と、(c)少な
くとも３つのそれぞれ球状の転動部材と、(d)被動
部材を駆動部材に対し近接せしめる方向に押圧す
るバネ手段とを有し、(e)前記駆動部材および前記
被動部材が相対向するいずれか１つの面には、(i)
前記回転軸の回転中心を中心とする１つの円周上
に等間隔に配置された、前記転動部材と同じ個数
の凹部が形成されるとともに、(ii)該凹部が形成さ
れた円周と同心に、凹部に対し半径方向外側およ
び内側にそれぞれ外円周溝および内円周溝が形成
され、(iii)該外円周溝と前記凹部とはそれぞれ該凹
部を始点として前記凹部が形成された円周の接線
方向に、前記始点では幅が狭く徐々に幅が広がる
ように延びると共に外円周溝になめらかに接続さ
れたたがいに同じ形状の外案内溝で連結され、(iv)
前記凹部と前記内円周溝とは、凹部を始点として
前記外案内溝とはほぼ反対方向に、前記始点では
幅が狭く徐々に幅が広がるように延びるたがいに
同じ形状の内案内溝でなめらかに連結されてお
り、(v)かつそれぞれの円周溝からそれぞれの案内
溝内へ転動部材がスムーズに進入しうるようにそ
れらの連結部におけるそれぞれの案内溝の接触角
がそれぞれ円周溝の接触角よりも大きくされてお
り、(vi)しかも外案内溝および内案内溝はそれぞれ
どの位置においても半径方向の線と交差するもの
であり、(f)前記駆動部材および被動部材が相対向
する他の面には前記凹部に対向して前記転動部材
をたがいに周方向等間隔に転動自在に保持し、か
つ半径方向移動自在に案内するための半径方向に
延びる長溝が形成され、(g)前記バネ手段の一端が
回転軸受に支承されており、(h)該長溝および凹部
に係合するように配置される前記転動部材が前記
バネ手段により該長溝および凹部に押圧されるこ
とによつて、駆動部材および被動部材が一体に駆
動されるとともに被動部材に作用する過負荷によ
り前記転動部材が回転方向に応じた案内溝を通つ
て前記円周溝に入り、被動部材が駆動されなくな
るように、さらに前記駆動部材または被動部材の
うちいずれか一方を駆動力伝達方向とは逆の方向
に回転させることにより、転動部材が案内溝を通
つて凹部に戻り、トルク伝達機能が回復するよう
に構成されてなるトルクリミターを要旨とするも
のである。

つぎにこれを図面によつて説明する。第１図は
本発明のトルクリミターの一実施例を示す分解斜
視図、第２図はその組立部分断面図、第３図は駆
動部材を示す拡大平面図、第４図はその４−４線
断面図、第５図は被動部材２を示す拡大平面図、
第６図はその８−８線断面図、第７〜８図は本発
明のトルクリミターの他の実施例を示す断面図、
である。

図面において、１は駆動部材、２はたとえばス
プロケツト３が装着された被動部材、４はバネ手
段、５はバネ受け、６はスラスト軸受、７は調整
ナツトである。駆動部材１は、たとえば駆動側の
回転軸（図示されていない）をとりつけうる穴８
およびキー溝９を有するボス１０と円板部１１と
が一体に形成されてなる。該ボス１０は端部には
ネジ部１２を有し、また円板部の外周には円弧溝
が設けられ、たとえばＯリング１７が外挿されて
いる。円板部１１が被駆動部材２に対向する該円
板部１１の側面には第３〜４図に詳細に示すごと
く前記回転軸の回転中心を中心とする一つの円周
上に等間隔に３つの凹部２１が形成されるととも
に該凹部２１が配置された円周の外側に該円周と
同心で外円周溝２２が形成されかつ凹部２１と外
円周溝２２とは該凹部２１を始点とする外案内溝
２３によつて連結されているとともに、前記凹部
２１が配置された円周の内側に該円周と同心で内
円周溝２４が形成され、かつ凹部２１とは該凹部
を始点とし前記外案内溝２３と反対方向に形成さ
れた内案内溝２５で接続されてなる案内部２０が
設けられている。なお前記案内溝２３，２５は凹
部２１側の巾が狭く円周溝２２，２４側に向つて
徐々に広がり、円周溝２２，２４との交点Ｐにお
いて案内溝側の接触角（球と溝とが接触する２点
あるいは接触弧の両端部と球の中心とを結ぶこと
によつてできる角）が円周溝側の接触角より大き
くなるように設定されており、それにより円周溝
内における球の沈み込み深さよりも案内溝におけ
る沈み込み深さが深くなる。したがつて後述する
ように円周溝内で周回していた球が、トリクリミ
ターのリセツトのとき案内溝を通り過ぎることな
くスムーズに案内溝内に導かれる。

前記被動部材２は前記駆動部材１のボス部１０
上で回転しうる軸受１３を有する円板状をなす。
該被動部材２が前記駆動部材１の円板部１１と相
対向する該部材２の面には、前記凹部２１と相対
向する位置を中心とし、かつ該被動部材２の回転
中心からの半径上に、しかも前記外円周溝２２と
内円周溝２４とそれぞれ越える位置まで延長して
形成された長溝２７が設けられている（第５〜６
図に示す）。該長溝２７は後述する球１８が逸脱
しない充分な深さと球１８を押圧しうる側面２７
ａとを有する。また該被動部材２には前記Ｏリン
グ１７に摺接しうる内径を有し、かつ前記駆動部
材１の円板部１１を充分覆いうる長手寸度を有す
る円周状突起１４が形成され、さらに他の側面に
はスプロケツト３１などの伝導要素を固着しうる
よう一定の円周上に形成された段付部１５（第２
図に示す）とネジ孔１６（第２図に示す）とが設
けられている。

転動部材をなす球１８を前記凹部２１と長溝２
７の間に挿入する。

バネ手段４は、たとえば中央部に穴が形成され
たスパイダー状をなすバネであり、その外端は前
記被動部材２の側面に接し、また穴部でバネ受け
５に保持される（たとえば第２図に示す）。

調整ナツト７は駆動部材１上に形成されたネジ
部１２に螺合し、スラスト軸受６およびバネ受５
を介してバネ手段４を押圧する。

バネ手段４が押圧されることにより、被動部材
２は球１８を介して駆動部材１に押しつけられ
る。このとき球１８が凹部２１および長溝２７と
係合しているので、駆動部材１の回転を被動部材
２に伝えうるのである。

かかる構成を有する結果、負荷が駆動されてい
る状態（第２図に示される状態）においては、前
述のごとく球１８が凹部２１および長溝２７に係
合し、かつ押圧されているので、被動部材２を回
転させまた該部材２に装着されたたとえばスプロ
ケツト３を介して負荷を駆動させうるのである。
駆動中負荷が一定値以上となると、前記長溝２７
の側面２７ａに押圧された球１８はバネ手段４に
よる押圧力に打勝ち、前記凹部２１から浮上が
り、さらに負荷が上昇すると、回転方向にしたが
い、球１８はそれぞれ案内溝２３または２５に進
入することになる。たとえばＣ方向（第１図およ
び第３図に示す）に駆動部材１が回転しているば
あいには、球は外案内溝２３を通り外円周溝２２
で転動する。このとき前記長溝２７は球１８が逸
脱しない形状に形成されているため、球１８は長
溝２７内を上方に摺動し長溝２７の外方で回転す
るのである（この状態を第７図に示す）。

また前記とは異なりCC方向（第１図および第
３図に示す）に駆動部材１が回転中に過負荷が作
用したばあいには、球１８は前記とは反対に内案
内溝２５を通り内円周溝２４で転動する。このと
き球１８は長溝２７の内方で回転する。

この結果、駆動部材１が回転しても球１８は外
円周溝２２または内円周溝２４で自由に転動する
ため、被駆動部材２にはまつたくトルクを伝達し
ない。

したがつて、過負荷が発生すれば、直ちにトル
クをカツトしうることとなり、被動側および駆動
側を損傷より保護しうるのである。

この状態から再度駆動状態に戻すには、一旦駆
動軸の回転を停止させるなどして駆動部材１また
は被動部材２をそれぞれ駆動状態での回転方向と
逆の方向に回転させる（たとえば駆動部材１がＣ
方向（第１図および第３図に示す）に回転してい
たばあいにはCC方向に駆動部材１を回転させ
る）ことにより、円周溝２２または２４内の球１
８は各案内溝２３または２５の接触角がそれぞれ
円周溝２２または２４の接触角より大きいために
簡単に各案内溝２３または２４に進入し、かつ該
溝を通り凹部２１に入る。かくして球１８は凹部
２１と長溝２７とに係合し、トルクを伝達しうる
状態になる。

なおバネ手段４はスラスト軸受６を介し調整ナ
ツト７に保持されているので、被動部材２ととも
に自由に回転しうるのである。また調整ナツト７
を駆動部材１に設けたネジ部１２上で移動、調整
することによりバネ手段４の押圧力を自由に調整
することができ、したがつて球１８の浮上がりに
要する力を変化でき、伝達しうるトルクの値を一
定範囲で任意に設定しうるのである。また凹部２
１の個数は球１８および長溝２７の個数とともに
３個以上の任意の数になしうるので、バネ手段４
の押圧力の変更とともに伝達トルクの設定範囲を
任意に定めるのに役立たせうる。

被動部材２には第２図に示すごとく段付部１５
とネジ孔１６が形成されているので、任意の伝動
要素、スプロケツト３（第１〜２図に示す）のほ
かギヤー、プーリ、あるいは内歯スプライン３３
を有するカツプリング部材（第１図に示すカツプ
リング部材３２）なども装着しうる。また被動部
材２にこれらの伝動要素をたとえば第８図に示す
ようにあらかじめ一体に形成せしめておいてもよ
い。

また前記円周状突起１４は、第２図に示すごと
く、Ｏリング１７に外接することにより、球１８
と凹部２１との係合部へのダストなどの浸入を防
止している。

第８図は本発明のトルクリミターの他の実施例
を示す。本実施例では第１〜２図で示した駆動部
材１のボス部１０にかえ、回転軸４０を直接用い
たばあいを示す。該軸４０の先端部にはネジ部４
１が形成され、また被動部材２などが該軸４０上
を回転しうるほかは第１〜２図において説明した
ところと同様であるので再述しない。

また凹部２１（第１図および第３〜４図に示
す）は円弧断面状、円錐断面状のほか任意の形状
になしうることはもちろんである。

また各溝の断面形状はＶ溝としたばあいを図示
しているが、溝の形状は任意のものであり、球の
形状に対応した円弧状のものとしてもよい。

さらに以上の実施例では、案内部２０を駆動部
材１に、また長溝２７を被動部材２に設けたばあ
いを示したが、これとは異なり、案内溝２０を被
動部材２に、かつ長溝を駆動部材１に形成せしめ
てもよい。

さらにまた前記で示した駆動部材１と被動部材
２は、相互に互換して用いうるものであることは
もちろんである。

以上述べたごとく、本発明のトルクリミター
は、過負荷がかかると簡単にトルクの伝達をとめ
ることができ、また過負荷が取除かれると簡単に
トルクの伝達ができるようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトルクリミターの一実施例を
示す分解斜視図、第２図はその組立部分断面図、
第３図は駆動部材を示す拡大平面図、第４図はそ
の４−４線断面図、第５図は被動部材２を示す拡
大平面図、第６図はその８−８線断面図、第７〜
８図は本発明のトルクリミターの他の実施例を示
す断面図である。 図面の主要符号、１：駆動部材、２：被動部
材、４：バネ手段、１５：段付部、１６：ネジ
部、１８：転動部材、２０：案内部、２１：凹
部、２２：外円周溝、２３：外案内溝、２４：内
円周溝、２５：内案内溝、２７：長溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 回転軸が取りつけられる駆動部材と、 (b) 該駆動部材に対向して配設され、かつ前記回
   転軸の方向に移動しうる被動部材と、 (c) 少なくとも３つのそれぞれ球状の転動部材
   と、 (d) 被動部材を駆動部材に対し近接せしめる方向
   に押圧するバネ手段とを有し、 (e) 前記駆動部材および前記被動部材が相対向す
   るいずれか１つの面には、 (i) 前記回転軸の回転中心を中心とする１つの
   円周上に等間隔に配置された、前記転動部材
   と同じ個数の凹部が形成されるとともに、 (ii) 該凹部が形成された円周と同心に、凹部に
   対し半径方向外側および内側にそれぞれ外円
   周溝および内円周溝が形成され、 (iii) 該外円周溝と前記凹部とはそれぞれ該凹部
   を始点として前記凹部が形成された円周の接
   線方向に、前記始点では幅が狭く、かつ徐々
   に幅が広がるように延びると共に外円周溝に
   なめらかに接続されたたがいに同じ形状の外
   案内溝で連結され、 (iv) 前記凹部と前記内円周溝とは、凹部を始点
   として前記外案内溝とはほぼ反対方向に、前
   記始点では幅が狭く、かつ徐々に幅が広がる
   ように延びるたがいに同じ形状の内案内溝で
   なめらかに連結されており、 (v) かつそれぞれの円周溝からそれぞれの案内
   溝内へ転動部材がスムーズに進入しうるよう
   にそれらの連結部におけるそれぞれの案内溝
   の接触角がそれぞれの円周溝の接触角よりも
   大きく設定されており、 (vi) しかも外案内溝および内案内溝はそれぞれ
   どの位置においても半径方向の線と交差する
   ものであり、 (f) 前記駆動部材および被動部材が相対向する他
   の面には前記凹部に対向して前記転動部材をた
   がいに周方向等間隔に転動自在に保持し、かつ
   半径方向移動自在に案内するための半径方向に
   延びる長溝が形成され、 (g) 前記バネ手段の一端が回転軸受に支承されて
   おり、 (h) 該長溝および凹部に係合するように配置され
   る前記転動部材が前記バネ手段により該長溝お
   よび凹部に押圧されることによつて、駆動部材
   および被動部材が一体に駆動されるとともに被
   動部材に作用する過負荷により前記転動部材が
   回転方向に応じた案内溝を通つて前記円周溝に
   入り、被動部材が駆動されなくなるように、さ
   らに前記駆動部材または被動部材のうちいずれ
   か一方を駆動伝達方向とは逆の方向に回転させ
   ることにより、転動部材が案内溝を通つて凹部
   に戻り、トルク伝達機能が回復するように構成
   されてなるトルクリミター。