JP2015068374A - トルクリミッタ - Google Patents

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俊光 市瀬
Toshimitsu Ichise
俊光 市瀬
充 福澤
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充 福澤
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Abstract

【課題】本発明は、フリクションプレートの摩擦係数が変動した場合に、伝達トルク(摩擦トルク?押圧力)の変動を抑えて安定したトルクリミッタを得ることである。【解決手段】本発明によるトルクリミッタは、各フリクションプレート(25,24)の摩擦係数が変動した場合、ボール(15)が第2皿穴(8a)から皿面に乗り上がり、第1鍔体(13)、筒体(12)、第2フリクションプレート(24)及び押さえ体(21)がばね部材(23)側へ押されてばね部材(23)のばね力を低下させることにより、伝達トルクの変動を抑える構成である。【選択図】図1

Description

本発明は、トルクリミッタに関し、特に、フリクションプレートの摩擦係数が変動した場合に、伝達トルク(摩擦トルク×押圧力)の変動を抑えるための新規な改良に関する。
従来、用いられていたこの種のトルクリミッタとしては、特許文献1のクラッチ構造に開示された多板フリクションプレートを用いたトルクリミッタ機構を挙げることができる。
また、クラッチ機構として、複数のローラを用いたローラークラッチ機構を用いたトルクリミッタが特許文献2に開示されている。
特開平8−128462号公報 特開2009−30726号公報
従来のトルクリミッタは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、特許文献1の構成の場合、何らかの状況により、摩擦板の摩擦係数が変動した場合、トルクリミッタの制限値にバラツキが生じることになり、トルクリミッタの性能を安定させることが困難であった。
また、特許文献2の構成の場合、クラッチ機構と複数のローラを用いた従動体及び駆動体を用いているため、構造が複雑であった。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、フリクションプレートの摩擦係数が変動した場合に、伝達トルク(摩擦トルク×押圧力)の変動を抑えるようにしたトルクリミッタを提供することを目的とする。
本発明によるトルクリミッタは、本体に第1軸受を介して回転自在に設けられ外周ギアを有する筒状ギア体と、前記筒状ギア体の内壁に互いに間隔をあけて設けられた第1フリクションプレートと、前記筒状ギア体の一端側に設けられた第2軸受と、前記筒状ギア体の他端側に設けられた第3軸受と、前記筒状ギア体内に同軸配置されると共に前記第2、第3軸受に回転自在に設けられた回転軸体と、前記回転軸体上に同軸配置され軸方向半断面でL字型をなすと共に前記回転軸体と共に回転しかつ軸方向移動を行なうことができる筒体と、前記回転軸体の一端に一体形成され複数の第1皿穴を有する第1鍔体と、前記筒体の一端に設けられ前記各第1皿穴と対応する位置に第2皿穴を有する第2鍔体と、前記各皿穴間に設けられたボールと、前記筒体の外周に設けられ前記各第1フリクションプレート間に互いに重合して位置する複数の第2フリクションプレートと、前記筒体の他端に隣接しかつ前記回転軸体上に設けられた押さえ板と、前記押さえ板の近傍位置でかつ前記回転軸体上に設けられたストッパ体と、前記押さえ板と前記ストッパ体との間に設けられたばね部材と、前記回転軸体上に設けられた前記ストッパ体を位置決めするための一対のナットと、前記回転軸体の外端に設けられた外部ギアと、を備え、前記各フリクションプレートの摩擦係数が所定状態から変動した場合、前記ボールが前記第2皿穴から皿面に乗り上がり、前記第1鍔体、前記筒体、第2フリクションプレート及び押さえ体が前記ばね部材側へ押されて前記ばね部材のばね力を低下させることにより伝達トルク(前記各フリクションプレートの摩擦係数×押圧力)の変動を抑える構成である。
本発明によるトルクリミッタは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、本体に第1軸受を介して回転自在に設けられ外周ギアを有する筒状ギア体と、前記筒状ギア体の内壁に互いに間隔をあけて設けられた第1フリクションプレートと、前記筒状ギア体の一端側に設けられた第2軸受と、前記筒状ギア体の他端側に設けられた第3軸受と、前記筒状ギア体内に同軸配置されると共に前記第2、第3軸受に回転自在に設けられた回転軸体と、前記回転軸体上に同軸配置され軸方向半断面でL字型をなすと共に前記回転軸体と共に回転しかつ軸方向移動を行なうことができる筒体と、前記回転軸体の一端に一体形成され複数の第1皿穴を有する第1鍔体と、前記筒体の一端に設けられ前記各第1皿穴と対応する位置に第2皿穴を有する第2鍔体と、前記各皿穴間に設けられたボールと、前記筒体の外周に設けられ前記各第1フリクションプレート間に互いに重合して位置する複数の第2フリクションプレートと、前記筒体の他端に隣接しかつ前記回転軸体上に設けられた押さえ板と、前記押さえ板の近傍位置でかつ前記回転軸体上に設けられたストッパ体と、前記押さえ板と前記ストッパ体との間に設けられたばね部材と、前記回転軸体上に設けられた前記ストッパ体を位置決めするための一対のナットと、前記回転軸体の外端に設けられた外部ギアと、を備え、前記各フリクションプレートの摩擦係数が所定状態から変動した場合、前記ボールが前記第2皿穴から皿面に乗り上がり、前記第1鍔体、前記筒体、第2フリクションプレート及び押さえ体が前記ばね部材側へ押されて前記ばね部材のばね力を低下させることにより伝達トルク(前記各フリクションプレートの摩擦係数×押圧力)の変動を抑えることにより、各フリクションプレートの経年変化又は環境等による変化によって摩擦係数が変動した場合でも、ばね部材のばね力を弱めることができ、前記伝達トルクの変動を抑えて安定した伝達トルクのトルクリミッタを、簡単な構成で得ることができる。
本発明によるトルクリミッタを示す縦断面図である。 図1の第2鍔体のボールを除去した状態を示す左側面図である。
本発明によるトルクリミッタは、伝達トルク(各フリクションプレートの摩擦係数×押圧力)の変動を抑えて安定したトルクリミット動作を得ることである。
以下、図面と共に本発明によるトルクリミッタの好適な実施の形態について説明する。
図1において符号1で示されるものは、トルクリミッタ2を取付けるための本体であり、この本体1には第1軸受3を介して段付きの筒状をなす筒状ギア体4が回転自在に設けられ、この筒状ギア体4の一端側4aの外周には外周ギア5が形成されている。
前記一端側4aの内側には、第2軸受6を介して回転軸体7の一端7aに一体形成された第2鍔体8が回転軸体7と共に回転自在に設けられ、前記回転軸体7の他端7bは前記筒状ギア体4の他端側4bに第3軸受9を介して回転自在に保持されている。
前記回転軸体7の前記第2鍔体8よりも外方に位置する外端7cは、前記本体1に設けられた第4軸受10に回転自在に保持され、前記外端7cの外周には外部ギア11が形成されている。
前記回転軸体7の外周には筒体12が軸方向Aに沿って往復移動自在に配設され、かつ、図示しないキー等の回転止め手段を介して回転不能、すなわち、前記回転軸体7と共に回転するように構成されている。
前記筒体12の一端12aには、前記第2鍔体8に対して隙間Dを介して対向するように円盤状(図2で示す)の第1鍔体13が形成されており、前記第1鍔体13に形成されている第1皿穴13aに対応する様に第2皿穴8aが形成されている。
前記第1鍔体13の各第1皿穴13aは、図2に示すように構成され、図2の状態では、図1におけるボール15を除去し、左側から見た場合の構成を示しており、前記各第1皿穴13a間には、前記各皿穴8a,13a間の前記ボール15が各第1皿穴13aから外に出ることのないように、所定の軸方向Aに沿う高さを有する壁状のホルダ20が設けられている。
前記回転軸体7上における前記筒体12の他端12bに隣接する位置には、輪状円板形をなす押さえ板21が設けられ、前記回転軸体7上における前記押さえ板21の外側でかつ近傍位置には、軸方向Aに沿う半断面形状でL字型をなすストッパ体22が設けられ、このストッパ体22は前記回転軸体7に螺合された一対のナット40により位置決めされている。
前記押さえ板21と前記ストッパ体22との間には、軸状の板ばね等からなるばね部材23が圧縮された状態で配設され、このばね部材23のばね力は前記押さえ板21を介して前記筒体12に常時付勢されている。
前記筒体12の外周には、前記軸方向Aに沿って所定間隔で複数の輪状板からなる第2フリクションプレート(摩擦板)24が設けられており、前記筒状ギア体4の内壁4cには、所定間隔で設けられた複数の輪状板からなる第1フリクションプレート25が配設され、前記第1、第2フリクションプレート25,24は、前記軸方向Aに沿って互いに交互に重合するように配設され、前記ばね部材23のばね力による押圧力によって互いに摩擦を伴って共に回転又は摺動することができるように構成されていることにより、前記筒状ギア体4と前記回転軸体7の回転が前記各フリクションプレート25,24の摩擦結合を介して、相互に回転力が伝達するように構成されている。
尚、前記軸体7は、前記第2鍔体13の軸孔30を貫通するように構成されている。
前述の構成による前記トルクリミッタ2を用いる場合、前記筒状ギア体4と前記回転軸体7との間の伝達トルク(各フリクションプレート25,24の摩擦係数×前記ばね部材23の押圧力〔ばね力〕)が予め設定されているため、この伝達トルクまでの回転に対しては、前記筒状ギア体4と回転自在体7との間のトルク伝達が行われ、前記外周ギア5を外部ギア11間のトルク伝達が得られる。
前述の筒状ギア体4又は回転軸体7から入力された回転が前記伝達トルクを越えると、前記各フリクションプレート25,24間でスリップが発生し、トルク伝達が失われ。トルクリミッタ2としての役割を果たすことができる。
前述のトルクリミッタ2の各フリクションプレート25,24の摩擦係数は正常な状態であるが、前記各フリクションプレート25,24の摩擦係数が何らかの理由(経年変化で摩擦の状態が変化、又は、外部環境の変化等)によって変動した場合、伝達トルクが予め設定した制限値より大又は小となることがあるが、大となった場合には、前記第1鍔体13が保持しているボール15が第2鍔体8の第2皿穴8aの皿面(図示せず)に乗り上がり、これによって前記筒体12が前記押さえ板21と共に矢印Aaで示す方向に移動するため、前記ばね部材23のばね力を弱めることにより、各フリクションプレート24,25間の摩擦が小さくなって、スリップが発生し、トルクリミッタ2としての作用を発揮することができる。
従って、前述の伝達トルクの変動抑制が行われない場合には、過大な回転トルクが装置側へ伝達されて装置側の故障や破損の恐れが現実化する。
尚、前述の本発明によるトルクリミッタ2の要旨をまとめると、次の通りである。
すなわち、本体1に第1軸受3を介して回転自在に設けられ外周ギア5を有する筒状ギア体4と、前記筒状ギア体4の内壁4cに互いに間隔をあけて設けられた第1フリクションプレート25と、前記筒状ギア体4の一端側4aに設けられた第2軸受6と、前記筒状ギア体4の他端側4bに設けられた第3軸受9と、前記筒状ギア体4内に同軸配置されると共に前記第2、第3軸受6,9に回転自在に設けられた回転軸体7と、前記回転軸体7上に同軸配置され軸方向半断面でL字型をなすと共に前記回転軸体7と共に回転しかつ軸方向移動を行なうことができる筒体12と、前記回転軸体7の一端7aに一体形成され複数の第1皿穴を有する第1鍔体13と、前記筒体12の一端12aに設けられ前記各第1皿穴13aと対応する位置に第2皿穴8aを有する第2鍔体8と、前記各皿穴13a,8a間に設けられたボール15と、前記筒体12の外周に設けられ前記各第1フリクションプレート25間に互いに重合して位置する複数の第2フリクションプレート24と、前記筒体12の他端12bに隣接しかつ前記回転軸体7上に設けられた押さえ板21と、前記押さえ板21の近傍位置でかつ前記回転軸体7上に設けられたストッパ体22と、前記押さえ板21と前記ストッパ体22との間に設けられたばね部材23と、前記回転軸体7上に設けられた前記ストッパ体22を位置決めするための一対のナット40と、前記回転軸体7の外端7cに設けられた外部ギア11と、を備え、前記各フリクションプレート25,24の摩擦係数が所定状態から変動した場合、前記ボール15が前記第2皿穴8aから皿面に乗り上がり、前記第1鍔体13、前記筒体12、第2フリクションプレート24及び押さえ体21が前記ばね部材23側へ押されて前記ばね部材23のばね力を低下させることにより伝達トルク(前記各フリクションプレート25,24の摩擦係数×押圧力)の変動を抑えるようにした構成である。
本発明によるトルクリミッタは、フリクションプレート型の構成における摩擦係数の変動に対応して伝達トルクの変動を抑制でき、かつ、小型化が可能であるため、航空機等の軽量化を必要とする分野に利用できる。
1 本体
2 トルクリミッタ
3 第1軸受
4 筒状ギア体
4a 一端側
4b 他端側
4c 内壁
5 外周ギア
6 第2軸受
7 回転軸体
7a 一端
7b 他端
7c 外端
8 第2鍔体
8a 第2皿穴
9 第3軸受
10 第4軸受
11 外部ギア
12 筒体
12a 一端
12b 他端
13 第1鍔体
13a 第1皿穴
15 ボール
20 ホルダ
21 押さえ板
22 ストッパ体
23 ばね部材
24 第2フリクションプレート
25 第1フリクションプレート
30 軸孔
40 ナット
A 軸方向
D 隙間

Claims (1)

  1. 本体(1)に第1軸受(3)を介して回転自在に設けられ外周ギア(5)を有する筒状ギア体(4)と、前記筒状ギア体(4)の内壁(4c)に互いに間隔をあけて設けられた第1フリクションプレート(25)と、前記筒状ギア体(4)の一端側(4a)に設けられた第2軸受(6)と、前記筒状ギア体(4)の他端側(4b)に設けられた第3軸受(9)と、前記筒状ギア体(4)内に同軸配置されると共に前記第2、第3軸受(6,9)に回転自在に設けられた回転軸体(7)と、前記回転軸体(7)上に同軸配置され軸方向半断面でL字型をなすと共に前記回転軸体(7)と共に回転しかつ軸方向移動を行なうことができる筒体(12)と、前記回転軸体(7)の一端(7a)に一体形成され複数の第1皿穴を有する第1鍔体(13)と、前記筒体(12)の一端(12a)に設けられ前記各第1皿穴(13a)と対応する位置に第2皿穴(8a)を有する第2鍔体(8)と、前記各皿穴(13a,8a)間に設けられたボール(15)と、前記筒体(12)の外周に設けられ前記各第1フリクションプレート(25)間に互いに重合して位置する複数の第2フリクションプレート(25)と、前記筒体(12)の他端(12b)に隣接しかつ前記回転軸体(7)上に設けられた押さえ板(21)と、前記押さえ板(21)の近傍位置でかつ前記回転軸体(7)上に設けられたストッパ体(22)と、前記押さえ板(21)と前記ストッパ体(22)との間に設けられたばね部材(23)と、前記回転軸体(7)上に設けられた前記ストッパ体(22)を位置決めするための一対のナット(40)と、前記回転軸体(7)の外端(7c)に設けられた外部ギア(11)と、を備え、
    前記各フリクションプレート(25,24)の摩擦係数が所定状態から変動した場合、前記ボール(15)が前記第2皿穴(8a)から皿面に乗り上がり、前記第1鍔体(13)、前記筒体(12)、第2フリクションプレート(24)及び押さえ体(21)が前記ばね部材(23)側へ押されて前記ばね部材(23)のばね力を低下させることにより伝達トルク(前記各フリクションプレート(25,24)の摩擦係数×押圧力)の変動を抑えることを特徴とするトルクリミッタ。
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