JPS6147961B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体式モータ（流体によつて作動さ
れるモータ）のためのトルク制御装置に関し、特
に、モータによつて創生されるトルクが所定の値
を越えたときモータへの流体の供給を停止させる
働きをするトルク制御装置に関する。

スパナや、穿孔機や、ねじ回しや、管エキスパ
ンダー等の装置を駆動するために空気モータ等の
流体式モータを使用することは周知である。この
ような装置を駆動するに当つては、工作物または
装置自体に損傷が与えられるのを防止するために
モータから各装置へ供給される最大限のトルクを
正確に制限することが望ましい。更に、モータを
過誤により引続き作動させることにより最大トル
クを越えてしまうことがないようにするためには
最大限のトルクに達したとき直ちにモータへの流
体の流れを停止させることが望ましい。

これらの目的を達成するために従来から多くの
機構が提案されているが、従来のそのような装置
の大部分は、モータから創生される最大トルクを
制限するために摩擦装置を使用するか、あるい
は、所定の最大限トルクに達したときモータから
負荷を切離すためのいろいろな型式のクラツチ機
構を使用している。しかしながら、それらの装置
は、摩耗や、乱雑な取扱いのために、精細な許容
範囲の仕事にとつては正確性に欠けているか、あ
るいは長く正確性を維持することができない。特
に、モータから負荷を切離すためにクラツチを使
用するようにした場合、クラツチが摩耗し易くモ
ータを作動させるための保守費用が増大する。摩
耗装置も、クラツチと同様に摩耗し易い。

叙上およびその他の難点を克服するために、本
発明は、流体式モータのためのトルク制御装置で
あつて、該モータにそれと共に回転するように連
結された太陽歯車と、該太陽歯車と噛合した少く
とも１個の遊星歯車と、該遊星歯車に噛合され、
前記モータの正常な運転中はほぼ静止状態に維持
されるようになされた輪歯車２０と、該太陽歯車
を仕事負荷に連結するトルク伝達手段とを有して
おり、該遊星歯車は、前記輪歯車が静止してお
り、前記モータが運転しているときは該輪歯車の
周りを周回し、該モータから太陽歯車を介して前
記仕事負荷へ伝達されるトルクは、仕事負荷が増
大するにつれて増大するようになされたトルク制
御装置において、 前記モータから仕事負荷へ伝達されるトルクが
所定の大きさ以上に増大したとき前記回転する輪
歯車によつて回転せしめられるように該輪歯車に
駆動係合させたカム部材を備え、該カム部材は、
ほぼＶ字形の溝を画定するカム表面を有するもの
であり、前記モータの正常な運転中該Ｖ字形溝内
に保持されるようにしたカム従節を備えており、
前記モータへ原動流体を供給する常態開放位置と
モータへの原動流体の流れを遮断する閉鎖位置と
の間で移動自在の弁装置を備え、前記カム従節に
連結し、かつ、前記弁装置の弁棒に係合させた掛
けはずしピンを設け、該掛けはずしピンは、前記
輪歯車が回転せしめられ、それによつて前記カム
部材のＶ字形溝が前記カム従節に対して相対的に
移動せしめられると、該弁装置の弁棒に対して枢
動し、該弁装置をその閉鎖位置へ移動させるよう
にしたことを特徴とするトルク制御装置を提供す
る。

本発明は、モータのトルクを制限するために、
従来技術のように摩擦装置やクラツチを使用せ
ず、カムとカム従節を用いるので、摩耗の問題を
回避するとともに、保守費用が安く、安定した作
動のトルク制御装置を提供する。

以下に、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。

本発明のトルク制御装置１０は、先に述べたよ
うに、空気圧モータのような流体式モータに使用
するためのものである。この空気圧モータは、図
示されていないが、たとえば回転羽根型モータの
ような慣用構造のものであつてよい。このモータ
は駆動軸１２に接続される。従つて、モータが回
転すると、同時に軸１２が回転される。軸１２
は、それと一体に形成した歯車１３を有してお
り、歯車１３に一群の遊星歯車１４，１６，１８
を噛合させる。これらの遊星歯車を囲繞する輪歯
車２０を配設する。輪歯車２０は、内側歯車歯２
２と、外側歯車歯２４を有しており、内側歯車歯
２２は、遊星歯車１４，１６，１８の歯に噛合さ
せることが好ましい。後に詳述するように、輪歯
車２０はモータの通常運転中は静止状態に維持さ
れるように構成する。輪歯車２０が静止状態に維
持されているときは、各遊星歯車は、モータの通
常運転中輪歯車の内側面の周りを周回する。輪歯
車および遊星歯車を囲包する歯車カバー６６を設
け、軸受支持部材８に連結する。このカバー６６
と、軸受支持部材に回転軸受受６０，６２，６４
を装着する。

スパイダの形としたトルク伝達部材５８を３つ
のピン７２のような手段によつて遊星歯車１４，
１６，１８に連結し、輪歯車２０の内側歯に沿つ
て周回する３つの遊星歯車によつてトルク伝達部
材５８がその中心軸線を中心として回転されるよ
うにする。トルク伝達部材５８には、仕事負荷
（回転駆動すべき工具または工作物）（図示せず）
を連結する。かくして、トルク伝達部材５８は、
モータからのトルクを軸１２および遊星歯車１４
〜１８を介して仕事負荷へ伝達する。異物が歯車
に進入するのを防止するために歯車カバー６６に
シール７０を装着する。

輪歯車２０の外側歯車２４は、カム部材２６の
歯車歯２７に噛合させる。カム部材２６はカム支
持ブロツク４４内に配設し、調節ねじ３３に回転
自在に付ける。調調節ねじ３３はハウジング５６
内に配設し、止めねじ５２によつて固定位置に保
持する。

調節ねじ３３には調節ナツト５４を螺着し、ば
ね２８の圧縮度を調節することができるようにす
る。ばね２８は、後述する理由のためにカム部材
２６の自由回転を防止するための回り止め力を加
える。ナツト５４を調節してばね２８に作用する
圧縮力を設定した後、止めねじ５２を締めれば、
止めねじ５２は、ナツト５４をねじ３３に対して
固定位置に保持するとともに、ねじ３３をハウジ
ング５６に対して固定する。ばね２８の回り止め
力は、ナツト５４によつてばね２８に加えられる
圧縮力によつて決められる。調節ナツト５４をね
じ３３に沿つて軸方向に手操作で移動させるため
の手段として調節ノブ３１を設ける。ノブ３１
は、ねじ３３の外端に螺着した押えねじ３０によ
つてねじ３３に固定する。ねじ３３の内端にはス
ラスト軸受３６を連結する。

カム部材２６の一方の面には、第４図に示され
るように、例えば１対のＶ字形の溝４７を画定す
るカム表面３４を形成する。Ｖ字溝４７は、傾斜
表面４９と４９の間に画定する。

カム従節４２，４６は、空気圧モータの通常の
運転中はそれぞれ対応する溝４７内に保持され
る。即ち、ばね２８によつて創生される圧縮力
が、ナツト５４、止めねじ５２、ねじ３４および
スラスト軸受３６を介してカム従節４２，４６に
伝えられ、該カム従節をカム表面３４の溝４７内
に維持する。カム従節４２，４６は、掛けはずし
腕組立体４１に取付ける。

詳述すれば、カム従節４２，４６は、カム従節
ブラケツト３２に取付ける。ブラケツト３２に
は、止めねじ等の適当な手段によつて掛けはずし
腕ブラケツト４０を固定する。ブラケツト４０か
らは掛けはずしピン３８を突出させる。第２およ
び５図に示されるように、カム従節ブラケツト３
２は、カム従節４２，４６がカム部材２６の回転
の結果としてカム表面３４の傾斜面４９に沿つて
相対的に移動せしめられると、ピボツトピン４３
を中心として枢動させるように構成してある。即
ち、カム部材２６がその軸線を中心として回転さ
せると、カム従節４２，４６を溝４７から傾斜面
４９に沿つて上昇させ、その結果として、ブラケ
ツト３がピン４３を中心として上向きに（第２図
でみて）枢動させる。カム従節ブラケツト３２の
枢動により掛けはずし腕ブラケツト４０および掛
けはずしピン３８もピボツトピン４３の周りに枢
動される。第２図において、実線図は、掛けはず
し腕ブラケツト４０がモータの正常運転中で正常
位置にあるところを示し、点線図は、モータによ
つて創生されるねじり負荷即ちトルクが所定値を
越えたときカム部材２６が回転され、ブラケツト
４０が上向きに枢動されたところを示す。

流体式モータの正常運転中は、弁５０の弁棒５
１は掛けはずしピン３８によつて支持されてい
る。弁５０は、例えば空気等の原動流体のモータ
への供給を制御する。正常運転中は、弁５０は開
放位置にあり、原動流体をモータへ供給してモー
タを作動する。後に詳述するように、掛けはずし
ピン３８が第２図でみて上向きに枢動されると、
弁棒５１から離脱し、それによつて弁５０を閉鎖
させてモータへの原動流体の供給を停止させる。

モータの正常な運転中は、弁５０は開放位置に
あり、原動流体がモータへ連続的に供給されてモ
ータを駆動し、軸１２および歯車１３を回転させ
る。歯車１３の回転により遊星歯車１４，１６，
１８をそれぞれの軸線を中心として回転させると
ともに、輪歯車２０の内側歯車２２に沿つて周回
させる。輪歯車２０の外側歯車歯２４は、カム部
材２６の歯車歯２７に噛合している。カム部材２
６は、ばね２８の圧縮力によりねじ３３の周りに
回転するのを防止されている。従つて、常態にお
いては輪歯車２０も、遊星歯車１４〜１８によつ
て回転されることなくほぼ静止状態に保持され
る。カム部材２６は、ばね２８によつて与えられ
る回り止め力を上回る、所定値以上のねじり力
（トルク）が輪歯車２０を介して伝達されたとき
にのみ回転される。即ち、所定値以上のねじり力
がモータによつて創生され、輪歯車２０によつて
伝えられないかぎり、ばね２８は、モータが作動
していても、カム従節４２，４６を溝４７内に強
く圧接することによりカム部材２６および輪歯車
２０を回転しないように保持する。

先に述べたように、モータの正常な運転中は、
遊星歯車１４，１６，１８は、モータのトルをス
パイダ即ちトルク伝達部材５８へ伝達する。スパ
イダ５８には、モータによつて駆動すべき仕事負
荷、例えばスパナや、ねじ回し等が連結されてい
る。

例えば、ナツトを締めるためにスパナを用いた
場合のように、スパイダ５８を介して駆動される
仕事負荷が増大すると、該負荷の増大した回転抵
抗力に打克つためにモータによつて創生されるト
ルクも増大する。この増大したモータのトルク
は、遊星歯車を通して輪歯車へ伝えられる。モー
タのトルクが所定のレベルを越えると、輪歯車２
０によつてカム部材２６へ伝えられるトルクがば
ね２８による回り止め力を上回り、輪歯車２０お
よびカム部材２６の回転を許す。

カム従節４２，４６に対してカム部材２６が回
転すると、カム従節は、カム部材の溝４７から傾
斜面４９に沿つて上昇し、その結果としてカム従
節ブラケツト３２をピボツトピン４３の周りに枢
着させ、それと同時に掛けはずし腕ブラケツト４
０および掛けはずしピン３８を枢動させる。その
結果、ピン３８が弁棒５１から離脱し、弁棒を第
２図に点線で示されるように降下させ、弁５０を
閉鎖させる。それによつて、モータへの流体の供
給が停止される。

弁５０が開放位置へ戻されれば、モータが再作
動される。弁筐５３には、弁５０を開放位置へ上
昇させるために弁の下側に流体を導入するための
連通口５５が設けられている。モータが過度のト
ルクを創出しなくなると、ばね２８がカム部材２
６をその初期位置へ戻し、カム従節４２，４６は
溝４７内に保持される。ブラケツト４０が上方に
駆動されていた位置からピン４３を中心として第
５図でみて時計方向に枢動すると、ピン３８が弁
棒５１に接触する。ピン３８は、ピン支持部材３
７内に摺動自在に装着され、ばね３９によつて付
勢されている。ピン３８は、弁棒５１に係合して
時計方向に枢動されるにつれてばね３９の作用に
抗して案内部材３７内へ押込められる。その後、
連通口５５を通して弁５０の下側に流体が導入さ
れ、弁棒５１が上昇せしめられると、ピン３８が
弁棒から離脱してばね３９によつて案内部材３７
から突出せしめられ、第５図に示されるように弁
棒の下端を支持する。

以上のように、本発明は、流体式モータによつ
て創生されるトルクが所定のレベルを越えると、
モータへの流体の流れを迅速、かつ、確実に停止
させるようにした、流体式モータのためのトルク
感知装置を提供する。本発明の装置は、クラツチ
や、それに類する摩耗し易い機構を使用すること
なく、モータへの流体の流れを停止させる。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、本発明
の精神および範囲から逸脱することなく、いろい
ろな変型が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトルク制御装置を含む流体式
モータの部分断面図、第２図はトルク制御装置の
部分透視図、第３図はトルク制御装置の細部を示
す部分透明図、第４図はカム部材の詳細透視図、
第５図は第２図の線Ｖ―Ｖに沿つてみた掛けはず
し腕組立体の断面図である。 図中、１３は歯車、１４，１６，１８は遊星歯
車、２０は輪歯車、２６はカム部材、２８はば
ね、３０は押えねじ、３１はノブ、３２はブラケ
ツト、３３は調節ねじ、３４はカム表面、３６は
スラスト軸受、３８は掛けはずしピン、４０はブ
ラケツト、４１は掛けはずし腕組立体、４２，４
６はカム従節、４７はＶ字形溝、５０は弁、５１
は弁棒、５２は止めねじ、５４はナツト、５８は
トルク伝達部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体式モータのためのトルク制御装置であつ
   て、該モータにそれと共に回転するように連結さ
   れた太陽歯車１３と、該太陽歯車と噛合した少く
   とも１個の遊星歯車１４，１６，１８と、該遊星
   歯車に噛合され、前記モータの正常な運転中はほ
   ぼ静止状態に維持されるようになされた輪歯車２
   ０と、該太陽歯車１３を仕事負荷に連結するトル
   ク伝達手段５８とを有しており、該遊星歯車は、
   前記輪歯車が静止しており、前記モータが運転し
   ているときは該輪歯車の周りを周回し、該モータ
   から太陽歯車を介して前記仕事負荷へ伝達される
   トルクは、仕事負荷が増大するにつれて増大する
   ようになされたトルク制御装置において、 前記モータから仕事負荷へ伝達されるトルクが
   所定の大きさ以上に増大したとき前記回転する輪
   歯車によつて回転せしめられるように該輪歯車に
   駆動係合させたカム部材２６を備え、該カム部材
   は、ほぼＶ字形の溝４７を画定するカム表面３４
   を有するものであり、前記モータの正常な運転中
   該Ｖ字形溝内に保持されるようにしたカム従節３
   ２，４２，４６を備えており、前記モータへ原動
   流体を供給する常態開放位置とモータへの原動流
   体の流れを遮断する閉鎖位置との間で移動自在の
   弁装置５１，５０，５３を備え、前記カム従節に
   連結し、かつ、前記弁装置の弁棒５１に係合させ
   た掛けはずしピン３８を設け、該掛けはずしピン
   は、前記輪歯車２０が回転せしめられ、それによ
   つて前記カム部材２６のＶ字形溝４７が前記カム
   従節３２，４２，４６に対して相対的に移動せし
   められると、該弁装置の弁棒５１に対して枢動
   し、該弁装置をその閉鎖位置へ移動させるように
   したことを特徴とするトルク制御装置。