JP3186667U

JP3186667U - トルクリミッタ

Info

Publication number: JP3186667U
Application number: JP2013004577U
Authority: JP
Inventors: 利春藤見
Original assignee: 冨士電機精機株式会社; 利春藤見
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2013-10-17
Anticipated expiration: 2023-08-07

Abstract

【課題】構造を簡素化して耐久性を向上させるトルクリミッタを提供する。
【解決手段】トルクリミッタは、スリーブ１１の内周に円環状フランジ１２を設けた第１の回転部材１０と、前記フランジ１２内に回転可能に挿入された円柱状ステム２２を設けたボス部２１を有する第２の回転部材２０と、クラッチ機構３０から成る。このクラッチ機構３０は、前記スリーブ１１のフランジ１２を第１のリング３１と第２のリング３２で挟持した構造であって、第１のリング３１はコイルばね３３によってフランジ１２の一面に圧接され、第２のリング３２はボルト３４によってフランジ１２の他面に圧接される。
【選択図】図１

Description

この考案は、駆動部材と従動部材間の回転トルクを調整するトルクリミッタ、特に簡単な構造でコンパクトに形成できるトルクリミッタに関する。

回転トルクを一定に調整して伝達するトルクリミッタは、一般に、一方の回転部材（駆動軸または従動軸）にフランジを設け、他方の回転部材（従動軸または駆動軸）には、それと共に回転するように一対の摩擦板を取り付け、この摩擦板によって前記フランジを挟持し、フランジと摩擦板との摩擦力によって回転トルクを伝達するようにしている。そして、摩擦板によってフランジを挟持する際、通常、コイルばねを用いて摩擦板を押圧し、コイルばねの伸縮によって回転トルクの伝達を調整し、従動軸に過大な負荷がかかった場合は、摩擦板とフランジに滑りが生じ、トルクの伝達が遮断されるようになっている。

このような仕組みにおいて、前記摩擦板として樹脂組成物が普通に用いられる。しかしながら、摩擦板を回転軸に対して軸方向にスライド可能かつ周方向に回転不能（回転軸と共に回転するように）に取り付けるためには、キーとキー溝との係合機構を用いるのが一般的である（特許文献１，２参照）。しかしながら、このような取り付け機構を採用する場合、樹脂組成物自体にキーやキー溝を設けることは、機械的強度上不都合であることは言うまでもない。そこで上記特許文献に開示されているように、樹脂組成物に金属製バッキングプレート（ワッシャ）を当接させるか貼り付けて、このバッキングプレートにキーを設けている。さらにこのバッキングプレートは、変形し易い樹脂組成物全面を支持して、コイルばねの押圧力を均等に伝達する役割も果している。

このように、トルクリミッタにおいては、摩擦板として樹脂組成物と共にバッキングプレートを用いるのは技術常識とされてきたが、樹脂組成物の減耗や偏摩耗の問題があり、また摩擦板の構造が複雑になる問題がある。

実開平４−５２６２１号公報特開平１０−１４８２１９号公報

そこで、この考案の課題は、トルクリミッタの摩擦板の樹脂組成物を省略して構造を簡素化し全体をコンパクトに形成することである。

上記の課題を解決するために、この考案においては、円筒状スリーブとその内周から突出して設けられた円環状フランジを有する第１の回転部材と、ボス部から延びる円柱状ステムを有し、このステムが前記円環状フランジ内周とほぼ同径であって前記スリーブ内に回転可能に挿入された第２の回転部材と、前記スリーブ内周とステム外周との間隙内で前記フランジを挟持し、前記ステムの軸方向にスライド可能で周方向には回転できないように取り付けられた第１及び第２の同径リングと、前記第１のリングを前記フランジの一面に圧接させるように前記間隙内で第１のリングとボス部の間に取り付けられた弾性手段と、前記第２のリングを前記ステムに対して軸方向に前進後退可能かつ前記フランジの他面に圧接させるように前記ステムの端面にねじ込まれたボルトによってトルクリミッタを構成したのである。

前記第１の回転部材をブロンズによって形成し、第１及び第２のリングを鉄系金属材料によって形成するのが好ましい。また、前記第１と第２のリングと前記フランジとの対向面のいずれか一方または両方を粗面化しておくことができる。

この考案によれば、以上のように、第１の回転部材のフランジを第１のリングと第２のリングによってのみ挟持したので、従来の樹脂組成物を省略することができ、構造の簡素化をはかり、耐久性を向上することができる。

この考案のトルクリミッタを示す縦断面図である。第１及び第２のリングを示す正面図である。他の実施形態のトルクリミッタを示す縦断面図である。

以下、この考案の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、第１の回転部材１０は、中空円筒状スリーブ１１の内周全周に円環状フランジ１２を形成したものであり、第２の回転部材２０は、ボス部２１から突出するように延びる円柱状ステム２２より成り、このステム２２は、前記フランジ１２の内径とほぼ同径に形成され、スリーブ１１内に挿入されてスリーブ１１の内面との間に所定の間隙１３、１４が形成され、第１の回動部材１０に対して第２の回動部材２０は回転可能に取り付けられる。

前記スリーブ１１とステム２２との間に形成された間隙１３、１４内にクラッチ機構３０が設けられる。このクラッチ機構３０は、スリーブ１１の内面に設けたフランジ１２を挟持するよう取り付けられた第１のリング３１と第２のリング３２、第１のリング３１を前記フランジ１２の一面（内面）に圧接させるコイルばね（または皿ばね）３３、第２のリング３２を前記フランジ１２の他面（外面）に圧接させるボルト３４より成る。

前記第１のリング３１及び３２は同径であって、それぞれの内周には、図２に示すように、キー３１ａ、３２ａが形成されている。これらのキー３１ａ、３２ａは、前記ステム２２の外周に形成されたキー溝２３に嵌り込み、リング３１、３２はステム２２に対して、軸方向にスライド可能であるが周方向には回転できないように、即ち第２の回転部材２０と共に回転するように取り付けられている。

前記コイルばね３３の一端は、ボス部２１とステム２２との間に形成された段部２５の内面に当接し、他端は第１のリング３１に当接して圧縮された状態で取り付けられている。一方、第２のリング３２は、その外面に当接するワッシャ部材３５を介して、ボルト３４によりフランジ１２の方向に進退可能になっている。このボルト３４は前記ステム２２に形成されたねじ穴２４にねじ込まれている。従って、ボルト３４をねじ込む方向に回動させると、ワッシャ部材３５を介して第２のリング３２が内側方向（図の右方）に推進し、フランジ１２も同時に内側方向に推進するため、第１のリング３１を介してフランジ１２に当接しているコイルばね３３が圧縮される。このため、第１のリング３１のフランジ１２に対する押圧力が増大する。同様に第２のリング３２のフランジ１２に対する押圧力も増大する。逆に、ボルト３４を緩める方向に回動させると、第１のリング３１と第２のリング３２のフランジ１２に対する押圧力が減少する。これによって、第１の回転部材１０から第２の回転部材２０に伝達される最大トルクを調整することができる。なお、前記ワッシャ部材３５はリング３２と一体に形成することができる。即ちワッシャ部材を省略することができる。

ここで、前記第１の回転部材１０はブロンズ（例えば、アームスブロンズ、スーパーブロンズ等の軸受材）によって形成し、第１及び第２のリング３１、３２は鉄系金属材料（例えばＳ４５Ｃ、ＳＳ４１等）によって形成する、このとき、フランジ１２とリング３１、３２の対向面を粗面化しておくことができる。先に説明したように、このような構成によって、トルクリミッタの構造を簡素化することができ、耐久性も向上させることができる。

いま、図１に示すように、第１の回転部材１０にハンドルホイールＷを取り付け、第２の回転部材２０に設けた取付け穴２６に機械装置の入力軸Ｓを固定して、トルクリミッタのトルクをボルト３４によって調整した後、把手ＨによってホイールＷを回動させると、第１の回転部材１０のフランジ１２からそれに押し付けられている第１と第２のリング３１、３２に回転力が伝達される。第１と第２のリング３１、３２は、キー３１ａ、３２ａによって第２の回転部材２０のステム２２に周方向に固定されているため、結局回転力はステム２２によって第２の回転部材２０に伝達され、入力軸Ｓを回転させることになる。そして入力軸Ｓの負荷が過大になると、リング３１、３２とフランジ１２との間に滑りが生じ、ハンドルホイールＷが空転することになる。この場合、第１の回転部材１０を手動で回転させたが、勿論、電動モータや液圧モータ等の駆動装置を用いることができる。さらに、第１と第２の回転部材１０、２０がモータ等の駆動装置の出力軸及び機械装置の入力軸とそれぞれ一体（ソリッド）になっていてもよい。上述の場合、第１の回転軸を駆動軸とし、第２の回転軸を従動軸としたが、逆に第２の回転軸を駆動軸、第１の回転軸を従動軸とすることもできる。

図３に、この考案の他の実施形態を示す。図示のように、軸方向の長さを図１のトルクリミッタよりも小さくして、ねじ穴２４と入力軸の取付け穴２６を連通させ、全体をコンパクトに形成したものである。その他の構造は図１と変るところはない。

１０第１の回転部材
１１スリーブ
１２フランジ
２０第２の回転部材
２１ボス部
２２ステム
２３キー溝
２４ねじ穴
２５段部
２６取付け穴
３０クラッチ機構
３１第１のリング
３２第２のリング
３１ａ、３２ａキー
３３コイルばね
３４ボルト
３５ワッシャ部材
Ｈ把手
Ｓ入力軸
Ｗハンドルホイール

Claims

円筒状スリーブとその内周から突出して設けられた円環状フランジを有する第１の回転部材と、
ボス部から延びる円柱状ステムを有し、このステムが前記円環状フランジ内周とほぼ同径であって前記スリーブ内に回転可能に挿入された第２の回転部材と、
前記スリーブ内周とステム外周との間隙内で前記フランジを挟持し、前記ステムの軸方向にスライド可能で周方向には回転できないように取り付けられた第１及び第２の同径リングと、
前記第１のリングを前記フランジの一面に圧接させるように前記間隙内で第１のリングとボス部の間に取り付けられた弾性手段と、
前記第２のリングを前記ステムに対して軸方向に前進後退可能かつ前記フランジの他面に圧接させるように前記ステムの端面にねじ込まれたボルトとより成り、
前記第１の回転部材がブロンズによって形成され、第１及び第２のリングが鉄系金属材料によって形成されたことを特徴とするトルクリミッタ。