JPH06221343A - トルク制限装置 - Google Patents

トルク制限装置

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JPH06221343A
JPH06221343A JP959993A JP959993A JPH06221343A JP H06221343 A JPH06221343 A JP H06221343A JP 959993 A JP959993 A JP 959993A JP 959993 A JP959993 A JP 959993A JP H06221343 A JPH06221343 A JP H06221343A
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JP
Japan
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elastic
torque
ball
transmission shaft
limit value
Prior art date
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Pending
Application number
JP959993A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Kidokoro
勲 城所
Oku Matsushima
億 松島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP959993A priority Critical patent/JPH06221343A/ja
Publication of JPH06221343A publication Critical patent/JPH06221343A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/04Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
    • F16D7/06Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】軸方向寸法を小さくし、トルク制限値を安定化
し、かつそのトルク制限値の設定変更を容易にする。 【構成】ボール6の一部は、歯車7の孔7aから外方に突
出し、この各ボール6の突出部分を、その対応箇所にあ
けられた弾性円板4 の中空部4aが、その縁部で当接して
遊隙なしに嵌合する形で両側から挟んで押圧する。従動
側の歯車7 になんらかの原因で過負荷がかかると、駆動
側の軸1に装着のブッシング2 に固定された弾性円板4
の弾性変形によって、各中空部4aがボール6 との嵌合部
分を乗り越え、言いかえれば各中空部4aのボール6 との
噛み合いが外れて空転状態になる。その弾性円板4 の各
中空部4aがボール6 を乗り越えるときに要するトルクが
トルク制限値に相当し、過負荷状態が解除されれば、再
び弾性円板4 の各中空部4aがボール6 と噛み合い正常化
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、伝動軸側および回転
遊合する伝動部材たとえば歯車の間でトルクが伝動され
るとき、なんらかの原因で従動側が過負荷状態になった
ときの損傷防止のため、その伝動トルクを所定値以下に
制限する装置であって、とくに軸方向寸法が小さくな
り、トルク制限値が安定化し、かつそのトルク制限値の
設定変更が容易なトルク制限装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来例について、その側面図である図3
と、その正面図である図4とを参照しながら説明する。
これらの図において、軸21が駆動側で、鎖車27が従動側
であるとする。もちろん、駆動側, 従動側の関係が逆に
なっても同様である。トルク制限をするための空転は、
嵌まり合ったボール26および鎖車27の切欠き28の間でお
こなわれる。ブッシング22は、カバー23とともに、符号
を付けてない止めネジで軸21に固定される。なお、カバ
ー23のブッシング22への取付けは止め輪24によってなさ
れる。ブッシング22の内部中空部に、弾性体リング25が
収納され、これによって遠心方向に押される形で、3個
のボール26がブッシング22とカバー23とに跨がって設け
られた円形孔に遊合, 挿入される。また、ブッシング22
と遊合回転するように、同軸に鎖車27が設けられる。通
常時には、ボール26は、その一部が鎖車27の切欠き28に
嵌まり合う形で噛み合っている。この噛み合いによっ
て、軸21からの動力が鎖車27に伝動される。なお、ボー
ル26の代わりに、耐久性にすぐれるローラを用いる場合
もある。
【0003】なんらかの原因で従動側である鎖車27が過
負荷状態になったとき、それでも駆動側の軸21が無理に
駆動回転しようとすると、関連部品が損傷を受ける恐れ
がある。この損傷防止のため、その伝動トルクを所定値
以下に制限する必要がある。鎖車27に過負荷がかかる
と、ボール26が鎖車27の切欠き28から外れるように、弾
性体リング25の変形に係る力に抗して押し下げられる。
このときのトルクが制限値に相当する。ボール26が切欠
き28から外れると、鎖車27は軸21に対して空転して過負
荷を逃がすように働く、つまり過負荷防止がおこなわれ
る。過負荷状態が解除されれば、再びボール26が切欠き
28と噛み合い、直ぐ正常の伝動可能状態に復帰する。
【0004】ここで、従動側の部材として、鎖車の例を
挙げたが、その外に歯車、歯付きベルト車またはプーリ
などの形式がありうる。一般に、過負荷防止のための手
段として、電気制御機構を用いる第1の方式と、機械的
な第2の方式とがある。第1方式は、センサによって過
負荷状態を検知し、電磁クラッチを作動させて駆動側と
従動側との噛み合いを外す。第2方式は、過負荷状態に
なったとき、摩擦力、噛み合い力または磁力を利用し
て、駆動側と従動側との噛み合いを外す。上述の従来例
は、第2方式に属し、噛み合い力を利用した方法であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来例は、比較的簡単
な構造で、しかもトルク制限値が安定する長所をもつ。
しかし反面、弾性体リングという特殊部品が必要にな
り、またこの弾性体リングを格納するために軸方向寸法
が全体的に大きくなる、等の欠点がある。また、制限ト
ルクの近辺において、鎖車27等の伝動部材の一部(ボー
ル26に接する部分)に集中的な応力がかるために、伝動
部材をプラスチックのような安価な軟質材とすることが
できず、従って装置が高価となる欠点がある。一般的に
言えば、第1方式は、トルク制限値が正確, 安定する
点、トルク制限値の設定変更が容易な点などはすぐれる
が、寸法的に大形になること、コスト的に不利であるこ
と等の欠点がある。第2方式は、構造的に簡単になって
よいが、摩擦力利用ではトルク制限値がやや不正確, 不
安定になる、磁力利用では寸法的に大形になる等の欠点
がある。
【0006】この発明の課題は、従来の技術がもつ以上
の問題点を解消し、軸方向寸法が小さくなり、トルク制
限値が安定化し、かつ安価なトルク制限装置を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係るトルク制
限装置は、軸、および、これと同軸に回転遊合する板状
の伝動部材の間でトルクが伝動されるときに、その伝動
トルクを所定値以下に制限する装置において、伝動部材
の、同心な一円周上の複数箇所に、伝動部材たとえば歯
車や、鎖車、歯付きベルト車、プーリなどの厚さを超え
る直径の貫通円形孔が設けられ、この各孔に、球体が遊
合,挿入され、この各球体の孔からの突出部分を、両側
から挟む形で押圧する係合部、たとえば中空部または凹
部を設けた一対の弾性円板が、伝動軸側に固定される。
【0008】請求項2に係るトルク制限装置は、請求項
1に記載の装置において、伝動軸側が、伝動軸と、これ
に挿入固定されるフランジ付きブッシングとからなり、
伝動部材の厚さがフランジの厚さ以下であるとともに、
伝動部材がフランジ部外周と回転遊合し、各弾性円板は
フランジに両側から挟む形で固定される。
【0009】請求項3に係るトルク制限装置は、請求項
1または2に記載の装置において、各弾性円板が、複数
個の薄肉弾性円板からなる。請求項4に係るトルク制限
装置は、請求項1ないし3のいずれかの項に記載の装置
において、各弾性円板が、外側から押さえ用の高剛性円
板を介して伝動軸側に固定される。
【0010】
【作用】請求項1ないし4のいずれかの項に係るトルク
制限装置では、たとえば伝動部材が従動側であるとし、
これに過負荷がかかると、駆動側の伝動軸側に固定され
た弾性円板の弾性変形によって、各係合部が伝動部材側
の球体を乗り越え、言いかえれば各係合部の球体との係
わり合い、つまり噛み合いが外れて空転状態になる。そ
の弾性円板の各係合部が球体を乗り越えるに要するトル
クがトルク制限値に相当し、過負荷状態が解除されれ
ば、再び弾性円板の各係合部が球体と噛み合い正常化す
る。
【0011】とくに請求項2に係るトルク制限装置で
は、伝動軸側のブッシングと、伝動部材と、球体と、弾
性円板とがユニットとして構成され、このユニットがブ
ッシングを介して伝動軸に固定,装着される。とくに請
求項3に係るトルク制限装置では、各弾性円板が複数個
の薄肉弾性円板からなるから、その個数の選択によって
弾性円板のバネ定数が変化し、トルク制限値が調整され
る。
【0012】とくに請求項4に係るトルク制限装置で
は、各弾性円板が、外側から押さえ用の高剛性円板を介
して伝動軸側に固定されるから、その高剛性円板の直径
に応じて弾性円板のバネ定数が変化し、トルク制限値が
調整される。
【0013】
【実施例】この発明に係るトルク制限装置の実施例につ
いて、以下に図を参照しながら説明する。図1は実施例
の側面図、図2は同じくその正面図である。これらの図
において、実施例は、軸1と、通常は軸1と一体で回転
する伝動部材としての歯車7を含むユニット9とから構
成される。ここでは、軸1を駆動側、歯車7を従動側と
して説明するが、駆動側,従動側が逆になっても同様で
ある。ユニット9は主として、フランジ3を備えたブッ
シング2と、フランジ3の外周と回転遊合する歯車7
と、4個のボール6と、これらを両側から挟む形の弾性
円板4と、高剛性の押さえ円板5とからなる。ボール6
は、歯車7の厚さを超える直径をもち、歯車7の一円周
上に4等分配置されてあけられた貫通円形孔7aに遊合,
挿入される。また、歯車7 の厚さは、フランジ3 の厚さ
より若干薄い。したがって、ボール6の一部は、歯車7
の孔7aから外方に突出し、この4 個の各ボール6の突出
部分は、その対応箇所にあけられた弾性円板4 の、係合
部としての方形中空部4aの中に沈んでいる。各弾性円板
4 は、それぞれの外側から押さえ円板5 を介し、フラン
ジ3 に側方からネジ固定される。以上の構造から言え
ば、駆動側の軸1 に属する部材、言いかえれば軸1 とと
もに回転駆動する部材は、ユニット9 に含まれるブッシ
ング2 と、押さえ円板5 と、弾性円板4 とであり、従動
側の歯車7 に属する部材はボール6 である。
【0014】この実施例の動作は次のとおりである。軸
の回転、すなわち弾性円板4 の回転は、その中空部4aの
縁がボール6 を押すことによって歯車7 に伝えられ、通
常は軸1 と歯車7 は一体となって回転する。いま、従動
側の歯車7 になんらかの原因で過負荷がかかると、駆動
側のブッシング2 に固定された弾性円板4 の弾性変形に
よって、各中空部4aがボール6 との嵌合部分を乗り越
え、言いかえれば各中空部4aのボール6 との噛み合いが
外れて空転状態になる。その弾性円板4 の各中空部4aが
ボール6 を乗り越えるときに要するトルクがトルク制限
値に相当し、過負荷状態が解除されれば、再び弾性円板
4 の各中空部4aがボール6 と噛み合い正常化する。伝動
されるトルクを所定値以下に制限することは、言いかえ
れば、過負荷を防止することであり、その意味から言え
ば、トルク制限装置は過負荷防止装置と呼ぶことができ
る。なお、既に述べたように、歯車7 が駆動側で、軸1
が従動側であっても以上の動作は同様である。なお、歯
車7 の厚さをフランジ3 の厚さ以下にした理由は、空転
状態のとき歯車7 と弾性円板4 の一部の側面同士が広い
面積で擦れ合って摩耗することを防止するためである。
【0015】実施例において、トルク制限値を設定変更
するためには、いくつかの方法がとられる。その第1の
方法は、ボールの数を増減することである。その第2の
方法は、弾性円板4 を複数個の薄肉弾性円板から構成し
( 図示してない) 、その個数の選択によって、弾性円板
4 のバネ定数を変化させトルク制限値を調整する方法で
ある。その第3の方法は、押さえ円板5 の直径を変化さ
せて、言いかえれば直径の異なる複数種類の押さえ円板
を用意し、その選択によって、中心部の固定面積を変化
させて弾性円板4 のバネ定数を変化させ、トルク制限値
を調整する方法である。ところで、弾性円板4 および押
さえ円板5 を、名称のとおり円形にする理由は、弾性円
板4 のバネ定数の円周まわりの方向性と、押さえ方に基
づくバネ定数の変化の円周まわりの方向性をそれぞれ均
一化し、トルク制限値の安定性を向上させるためであ
る。
【0016】
【発明の効果】請求項1ないし4のいずれかの項に係る
トルク制限装置では、たとえば伝動部材が従動側である
とし、これに過負荷がかかると、駆動側の伝動軸側に固
定された弾性円板の弾性変形によって、各係合部が伝動
部材側の球体を乗り越え、言いかえれば各係合部と球体
との係わり合いが外れて空転状態になる。その弾性円板
の各係合部が球体を乗り越えるに要するトルクがトルク
制限値に相当し、過負荷状態が解除されれば、再び弾性
円板の各係合部が球体と噛み合い正常化する。したがっ
て、伝動軸方向の寸法は基本的には、伝動部材の厚さ
と、両側の各弾性円板の厚さとの和であるから、装置の
軸方向寸法が小さくなる、装置を構成する部品点数が
削減され、かつ特殊な部品を必要としないから、コスト
低減が図れる。さらに詳しく述べると、制限トルク近辺
において異常な応力集中が起きるのは、ボールと弾性円
板の接触部であり、高価な部材である伝動部材には、制
限トルクに比例した応力がかかるだけなので、伝動部材
をプラスチックとし複雑な形状を成型で安価に作ること
ができ、大幅なコスト低減が図れることになる。トル
ク制限値が、弾性円板の各中空部が球体を乗り越えるに
要するトルクであるから、円周まわりの方向性の均一化
とともに、ほぼ一定になって安定化が図れ、弾性円板
の厚さ、または伝動軸側への固定面積の変更によって、
トルク制限値の設定変更が容易におこなえる。
【0017】とくに請求項2に係るトルク制限装置で
は、伝動軸側のブッシングと、伝動部材と、球体と、弾
性円板とがユニットとして構成され、このユニットがブ
ッシングを介して伝動軸に固定,装着される。したがっ
て、ユニットとしての組立作業と、その伝動軸への装着
作業とが容易,確実になる。とくに請求項3に係るトル
ク制限装置では、薄肉円板の個数の選択によって、また
請求項4に係るトルク制限装置では、高剛性円板の直径
に応じて、それぞれ弾性円板のバネ定数が変化してトル
ク制限値が調整される。したがって、トルク制限値変更
の容易化が支援される。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明に係る実施例の側面図
【図2】実施例の正面図
【図3】従来例の側面図
【図4】従来例の正面図
【符号の説明】
1 軸 2 ブッシング 3 フランジ 4 弾性円板 4a 中空部 5 押さえ円板 6 ボール 7 歯車 7a 孔 9 ユニット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伝動軸側、および、これと同軸に回転遊合
    する板状の伝動部材の間でトルクが伝動されるときに、
    その伝動トルクを所定値以下に制限する装置において、
    伝動部材の、同心な一円周上の複数箇所に、伝動部材の
    厚さを超える直径の貫通円形孔が設けられ、この各孔
    に、球体が遊合,挿入され、この各球体の孔からの突出
    部分を両側から挟む形で押圧する係合部を設けた一対の
    弾性円板が、伝動軸側に固定されることを特徴とするト
    ルク制限装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の装置において、伝動軸側
    は、伝動軸と、これに挿入固定されるフランジ付きブッ
    シングとからなり、伝動部材は、その厚さがフランジの
    厚さ以下であるとともにフランジ部外周と回転遊合し、
    各弾性円板はフランジに両側から挟む形で固定されるこ
    とを特徴とするトルク制限装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の装置において、
    各弾性円板は、複数個の薄肉弾性円板からなることを特
    徴とするトルク制限装置。
  4. 【請求項4】請求項1ないし3のいずれかの項に記載の
    装置において、各弾性円板は、外側から押さえ用の高剛
    性円板を介して伝動軸側に固定されることを特徴とする
    トルク制限装置。
JP959993A 1993-01-25 1993-01-25 トルク制限装置 Pending JPH06221343A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0717210A1 (de) * 1994-12-16 1996-06-19 Ktr Kupplungstechnik Gmbh Überlastkupplung
DE19802931C1 (de) * 1998-01-27 1999-06-24 Rainer Herzog Übertragung von Bilddaten, insbesondere von medizinischen Bilddaten für Archivierungszwecke mit Zugriffssicherung

Cited By (3)

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