JP2527119Y2

JP2527119Y2 - トルクリミツタ

Info

Publication number: JP2527119Y2
Application number: JP1990108470U
Authority: JP
Inventors: 貞治大築
Original assignee: 小倉クラッチ株式会社
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2005-10-18
Also published as: JPH0464624U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は各種機器類の駆動側と従動側との間に設けら
れて動力を伝達し、従動側に過負荷が発生したときに係
合手段の係合を解放し、駆動側への過負荷の伝達を防止
するトルクリミッタに関するものである。

〔従来の技術〕

この手段のトルクリミッタとしては例えば本出願人が
提案して実開昭63-178633号公報に開示されているもの
がある。このトルクリミッタは、例えばNG旋盤の駆動側
と従動側との間に組込まれるものであって、原動側から
回転駆動される回転軸上には、フィールドコアがハブと
軸受とを介し回転軸と互いに回転自在かつ軸線方向への
移動を規制されて支持されており、このフィールドコア
には、従動側と駆動連結された例えばギアが固定されて
いる。また、前記ハブのフランジには、板ばねとカラー
と保持板とがフィールドコア側からこの順に固定されて
おり、また、板ばねの外周部には、フィールドコアと板
ばねとの間に位置するトルク伝達用の第１アーマチュア
と、板ばねと保持板との間に位置する解放保持用の第２
アーマチュアとが固定されている。さらに、フィールド
コアの外周部を円周方向に複数等分する箇所と、保持板
の外周部を円周方向に複数等分する箇所とに各アーマチ
ュア側へ開口してそれぞれ設けられた凹孔には、第１永
久磁石と第２永久磁石とがそれぞれ埋設されている。

そして、第１アーマチュアの外周部を円周方向に複数
等分する位置に設けられた各凹孔内には、フィールドコ
ア側の凹孔内に保持されたボールが係合されており、こ
のボールは、フィールドコア側のねじ孔に螺入された調
整ねじによってアーマチュア側へ凹孔から突出されてい
る。

このように構成されていることにより平時は両アーマ
チュアと板ばねとは、板ばねのばね力に抗し第１永久磁
石の吸引力でフィールドコアの磁極面に吸着されている
ので、回転軸の回転はボールを介してギアに伝達され、
さらに従動側に伝達される。

動力伝達中、従動側に過負荷が発生した場合、駆動側
のアーマチュアが回転を続けており、フィールドコア側
にのみ制動が掛かった状態になるので、アーマチュアが
ボールを円周方向へ乗り越えてフィールドコアとアーマ
チュアとの位相がずれるので、アーマチュア等がフィー
ルドコアから離間し、アーマチュア等は保持板側の第２
永久磁石に吸引されて保持される。この結果、永久磁石
の磁気回路中にエアギャップができ動力の伝達が遮断さ
れる。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、このようなトルクリミッタは例えば工作機
械や産業用ロボットなど一般産業用機械の安全装置とし
て広く用いられているが、このような機械では、トルク
リミッタだけでなく従動側を静止保持するために安全装
置としての電磁ブレーキを併設して組込むことが多く、
このようにトルクリミッタと電磁ブレーキとを従動軸側
に連結する前記機械では、このような安全装置の設置ス
ペースが大きくなるので、もっと設置スペースを小さく
することが要請されている。

本考案はこのような要請に応えるためになされたもの
で、電磁ブレーキをトルクリミッタ内に組込むことを可
能にした小形でコンパクトなトルクリミッタを提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために本考案では、回転軸
上に支持されて互いに回転自在に形成され駆動側に連結
された第１回転体および従動側に連結された第２回転体
と、これら第１回転体の端面と第２回転体の端面との間
に介装された係合手段とを備え、前記第２回転体を、板
ばねとこれを挟む両側のトルク伝達用アーマチュアとト
ルク制動用のアーマチュアとで形成するとともに、前記
第２回転体が第１回転体から離間する移動を検出する過
負荷検出手段と、この過負荷検出手段の検出信号によっ
て励磁されトルク制動用アーマチュアを吸引する電磁コ
イルを備えた電磁石とを設け、この電磁石を機器固定部
に固定した。

〔作用〕

永久磁石の磁気回路がフィールドコアとトルク伝達用
のアーマチュアとを通る径路で形成されるので、トルク
伝達用アーマチュアが板ばねのばね力に抗してフィール
ドコアに磁気吸着され、係合手段が係合して駆動軸の回
転が従動側に伝達される。

動力伝達中、従動側に過負荷が発生すると、トルク伝
達用アーマチュア側に制動が掛かった状態になり、係合
手段の係合が解かれるので、フィールドコアとアーマチ
ュアとが離間して動力の伝達が遮断される。また、この
トルク伝達用のアーマチュアの移動は過負荷検出手段に
より検出され、電磁石が励磁されてこの電磁石にトルク
制動用のアーマチュアが磁気吸着されるので、従動側が
制動されて停止する。

〔実施例〕

第１図および第２図は本考案に係るトルクリミッタを
工業機械用の突合わせ軸型の動力伝達部に実施した例を
示し、第１図はその縦断面図、第２図は第１図のII-II
断面図である。本実施例においては、第１図の向って右
側に示す駆動側の回転軸１から、これと同軸芯上にあっ
て端面を互いに突合わされ図の向って左側に示す従動側
の出力軸２に動力を伝達するトルクリミッタ３を例示し
ており、図示しないモータなどに駆動連結された回転軸
１の端部には、小径部4aと、端面を円周方向に等分する
位置に複数個の永久磁石５が埋設された大径部4bとで一
体形成された第１の回転体としてのフィールドコア４
が、シュパンリング６と、小径部4aにボルト７で固定さ
れてシュパンリング６を押す押え板８とで固定されてい
る。

一方、回転軸１と同芯状に配設された従動側の回転軸
２上には、第２の回転体としてのハブ９が、シュパンリ
ング10と、端面にボルト11で固定されてシュパンリング
10を押す押え板12とで固定されている。前記フィールド
コア４に軸受13を介して回転自在に支持されたアーマチ
ュアハブ14が、環状に形成された板ばね15をハブ９との
間に介在させてこの板ばね15とともにボルト16でハブ９
に固定されている。そして、板ばね15を挟む軸線方向両
側には、環状に形成されたトルク伝達用のアーマチュア
17と、トルク制動用のアーマチュア18とが、外周部を板
ばね15とともに複数個の止めねじ19で一体的に固定され
て配設されており、これら両方のアーマチュア17,18と
板ばね15とで形成されたアーマチュアアセンブリ20（以
下、単にアーマチュア20という）は、軸線方向へ進退自
在に支持されている。

トルク伝達用のアーマチュア17のフィールドコア４側
端面には、複数個の凹孔17aが設けられていて、この凹
孔17a内には、フィールドコア４側の凹孔4cに保持され
たボール21が係合されており、このボール21には、フィ
ールドコア４のねじ孔に螺入されたねじ22の先端が当接
されている。こうすることにより、回転軸２とともにア
ーマチュア20が回転しているときに従動側に過負荷が発
生してこのアーマチュア20に制動が掛かった状態になる
と、アーマチュア20がボールを乗り越えてこのアーマチ
ュア20がフィールドコア４から離間する方向に移動する
ように構成されている。なお、凹孔4cの開口端にはボー
ル21を脱落しないようにする図示しない突起が設けられ
ている。

そして本装置においては、全体を符号23で示す電磁石
が、取付板24の外周部に固定された復数個のボルト25を
ねじ孔に螺入することにより例えば工作機械26の固定部
端面に固定されており、この電磁石23は、取付板24と、
これに固定された断面コ字形環状のフィールドコア27と
を備えていて、フィールドコア27の環状溝27a内には、
電磁コイル28が収納されている。こうすることにより、
前述したようにアーマチュア20がフィールドコア４から
離間しているときに電磁コイル28が励磁されると、アー
マチュア20のトルク制動用のアーマチュア18が電磁石23
の磁極面29に吸着されるように構成されている。なお、
トルク制動用アーマチュア18と磁極面29との間には図に
符号Ｇで示す所定の間隙が設けられており、この寸法Ｇ
は、トルク伝達用アーマチュア17が、ボール21等の係合
手段が外れて後退したときに、電磁石23とトルク制動用
アーマチュア18との間に0.2〜0.5mm程度の微小間隙が得
られるように設定されている。この調整はボルト25を進
退させることによって行われる。30はアーマチュア20が
移動した時にトルク伝達用アーマチュア17の近接を検出
し、電磁石23を作動させる近接センサである。

以上のように構成されたトルクリミッタの動作を説明
する。原動側から駆動されて駆動側の回転軸１が回転す
ると、回転軸１と一体のフィールドコア４が回転する
が、このとき、永久磁石５の磁気吸着力によりアーマチ
ュア20全体が板ばね15のばね力に抗してフィールドコア
４の磁極面に磁気吸着され、アーマチュア20と一体のア
ーマチュアハブ14およびハブ９が回転するので、ハブ９
と一体の従動側回転軸２が回転し、従動側の工作機械26
が運転される。

このような運転中、従動側である工作機械26側に過負
荷が発生すると、回転軸２を介してアーマチュア20が制
動状態になり、アーマチュア20が停止してこれと対向す
るフィールドコア４のみが回転を続けることにより、ア
ーマチュア20がボール21を乗り越えてボール21と凹孔17
aとの位相が円周方向にずれるので、アーマチュア20が
凹孔17aの深さ分だけフィールドコア４から離間する。
そしてこのアーマチュア20の移動を近接スイッチ30が検
出して電磁石23の電磁コイル28を励磁させるので、アー
マチュア20のトルク制動用のアーマチュア18が電磁石23
の磁極面29に吸着され、板ばね15とハブ９とを介して工
作機械26の回転軸２が停止し、過負荷による事故を防止
することができる。また工作機械26の回転軸２が静止保
持される。

この状態で電磁コイル28の励磁を解くと、アーマチュ
ア20が板ばね15の復帰力と永久磁石５の磁気吸引力でフ
ィールドコア４側に移動され、トルク伝達が可能な状態
に復帰する。

第３図は本考案の他の実施例を第１図に対応して示す
トルクリミッタの縦断面図であって、図において第１図
および第２図に示した部材と同構成の部材にはこれと同
符号を付してその説明を省略する。本実施例において
は、電磁石23に永久磁石31が電磁コイル28に並んで埋設
されている。こうすることにより、アーマチュア20がボ
ール21を乗り越えて円周方向へ移動すると、先ずトルク
制動用アーマチュア18は永久磁石31の磁気吸引力で磁極
面29に吸引され、引続き近接スイッチ30がアーマチュア
20の移動を検出して電磁コイル28を励磁するので、アー
マチュア20は磁極面29に強固に吸着される。このように
従動側の制動力が強い場合には、永久磁石31と電磁コイ
ル28との磁気吸引力で従動側を制動するが、従動側の制
動力が弱い場合には、永久磁石31のみで従動側を制動
し、電磁コイル28はアーマチュア20の復帰用として使用
すればよい。

なお、本実施例では駆動側の回転軸１と従動側の回転
軸２を別体にしてその端面同士を突き合わせた突き合わ
せ型のトルクリミッタを例示したが、回転軸を１個のみ
設けてフィールドコアをこの回転軸に回転自在に支持さ
せるようにしてもよく、この場合も同様の効果が得られ
る。また、係合手段をボール21とトルク伝達用アーマチ
ュア17の凹孔17aとで構成したが、トルク伝達用アーマ
チュア17とフィールドコア２に形成された歯の噛合によ
る係合手段であってもよい。またさらに、前記実施例で
は、過負荷検出手段30をトルク伝達用アーマチュア17に
対接させた例を示したが、アーマチュア18に対接させて
もよい。

〔考案の効果〕

以上の説明により明らかなように本考案によれば、従
動側に連結された第２回転体のトルク制動用アーマチュ
アを機器固定部に固定した電磁石によって吸引するよう
に構成したので、電磁石に吸引された後は第２回転体が
慣性によって回転することがなく制動保持され、このた
め従動側に接続された工作機械等の安全が保たれる。

また、第２回転体のトルク制動用アーマチュアを吸引
する電磁石を機器固定部に固定したことにより、電磁石
をトルクリミッタの内部に組み込むことができるので、
従動工作機械等の安全装置としてトルクリミッタの外部
に併設されていた場合と比較して占有スペースが大幅に
縮小される。

さらに、第２回転体が第１回転体から離間する移動を
検出する過負荷検出手段を備え、この過負荷検出手段の
検出信号によって電磁石の電磁コイルを励磁しトルク制
動用アーマチュアを吸引するように構成したので、電磁
コイルの励磁を解いたり永久磁石の磁束を相殺するよう
に電磁石を励磁することにより、トルクリミッタをトル
ク伝達状態に容易に復帰させることができるので操作性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案に係るトルクリミッタを工
作機械用の突合わせ軸型の動力伝達部に実施した例を示
し、第１図はその縦断面図、第２図は第１図のII-II断
面図、第３図は本考案の他の実施例を第１図に対応して
示すトルクリミッタの縦断面図である。 1,2……回転軸、３……トルクリミッタ、5,……永久磁
石、９……ハブ、14……アーマチュアハブ、15……板ば
ね、17……トルク伝達用アーマチュア、17a……凹孔、1
8……トルク制動用アーマチュア、20……アーマチュア
アセンブリ、21……ボール、23……電磁石、26……工作
機械、27……フィールドコア、28……電磁コイル、31…
…永久磁石。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回転軸上に支持されて互いに回転自在に形
成され駆動側に連結された第１回転体および従動側に連
結された第２回転体と、これら第１回転体の端面と第２
回転体の端面との間に介装された係合手段とを備え、前
記第２回転体を、板ばねとこれを挟む両側のトルク伝達
用アーマチュアとトルク制動用のアーマチュアとで形成
するとともに、前記第２回転体が第１回転体から離間す
る移動を検出する過負荷検出手段と、この過負荷検出手
段の検出信号によって励磁されトルク制動用アーマチュ
アを吸引する電磁コイルを備えた電磁石とを設け、この
電磁石を機器固定部に固定したことを特徴とするトルク
リミッタ。