JP3489340B2 - 回転伝達機構の過大トルク防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遊星歯車を使用し
た回転伝達機構の過大トルク防止装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】通常、遊星歯車を減速機等として使用す
る回転伝達機構では、負荷の拘束等により出力軸に過負
荷がかかかった場合、過大トルクが伝達されることにな
るので、その過大トルクを検出して装置全体を保護する
過大トルク防止装置が設けられている。

【０００３】図１１は従来の回転伝達機構の過大トルク
防止装置の断面構造を示しており、図１２は図１１に示
す従来装置のＡ−Ａ線断面を示している。図１１および
図１２において、１は駆動モータであり、１ａは駆動モ
ータ１の駆動軸で、駆動軸１ａ先端には平歯車の太陽歯
車１ｂが形成されている。２は駆動軸１ａ先端の太陽歯
車１ｂと噛合する遊星歯車であり、遊星歯車２はベアリ
ング３を介して出力軸４の公転軸４ａに軸支され、内歯
歯車５２と噛合している。内歯歯車５２は、ハウジング
６内に回転自在に設けられていると共に、圧縮バネ８の
弾性力によってディスク７が押し付けられており、通常
運転状態、すなわち出力軸４に過負荷がかかるっていな
い状態では、内歯歯車５２が回転しないようにディスク
７の面接触による静止摩擦力によって制動されている。
尚、内歯歯車５２に対するディスク７の制動力は、各バ
ネ８上方の調整ねじ９と、その調整ねじ９を固定するセ
ットねじ１０によって行なうように構成されている。ま
た、出力軸４と駆動モータ１との間には、ベアリング１
１と、ニードルベアリング１２を設けて軸方向のスラス
ト荷重を受けるように構成している。

【０００４】次に、このように構成された従来の回転伝
達機構の過大トルク防止装置の動作を説明する。まず、
図１１および図１２において、駆動軸１ａが回転する
と、その太陽歯車１ｂを介し遊星歯車２が回転し、遊星
歯車２を介し駆動トルクが内歯歯車５２に伝達される。
その際、内歯歯車５２は、その駆動トルクが所定の正常
トルク範囲内であれば、ディスク７やハウジング６等と
の間の静止摩擦力により回転が阻止される。このため、
遊星歯車２は、自転により駆動軸１ａの回りを公転軸４
ａと共に公転して、駆動軸１ａの回転を減速して出力軸
４に伝達し、出力軸４を回転させる。

【０００５】これに対し、出力軸４が拘束等されて、出
力軸４に過負荷がかかると、内歯歯車５２にも出力軸４
を介してその過大トルクに比例した反動トルクがかかる
ようになる。そして、この反動トルクがディスク７等と
の間の静止摩擦力を超えると、遊星歯車２の回転により
内歯歯車５２が回転して、遊星歯車２が公転を止めるよ
うになるので、駆動軸１ａが回転しても、駆動モータ１
の駆動トルクが出力軸４側に伝達されず、出力軸４と連
結等された負荷機器や回転伝達機構等を保護するように
している。

【０００６】次に、図１３に、図１１および図１２に示
す過大トルク防止装置を改良して、出力軸に過負荷がか
かかった場合に駆動モータへの電流供給を停止するよう
にした従来技術の要部断面を示す。図１３において、５
２ａは内歯歯車５２に固定された偏心カムであり、５２
ｂはこの偏心カム５２ａに摺接する従接、５２ｃはこの
従接５２ｂを介して内歯歯車５２の回転方向に対し垂直
方向に変位するスイッチ片、５２ｄはスイッチ片５２ｃ
の変位によりオン・オフして駆動モータ１への電源電流
の供給を制御するリミットスイッチである。このため、
この図１３に示す装置によれば、出力軸４に過負荷がか
かり、内歯歯車５２が回転するようになると、偏心カム
５２ａも回転して、スイッチ片５２ｃの変位によりリミ
ットスイッチ５２ｄがオン又はオフして、駆動モータ１
への電源電流の供給が停止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１１および
図１２に示す従来の回転伝達機構の過大トルク防止装置
では、出力軸４に過負荷がかかると、出力軸４の回転が
停止して、内歯歯車５２が回転するようになるため、駆
動モータの電源をただちにオフしないと、ディスク７の
接触面が磨耗して、再設定作業が極めて困難であると共
に、発熱や焼損等するなどの問題があった。

【０００８】また、図１３に示す従来の回転伝達機構の
過大トルク防止装置では、内歯歯車が回転した場合、リ
ミットスイッチ５２ｄ等によって駆動モータの電源電流
をオフすることによってこのような問題は防止できる
が、それでも、内歯歯車５２の制動をディスク７による
面接触によって行なっているため、温度や湿度等の変化
により制動力が一定とならず、また過負荷状態が何度も
発生すると、ディスク７や内歯歯車５２の接触面が磨耗
したり、発熱や焼損等を起こして、耐久性や信頼性に欠
けるという問題が依然と残っていた。

【０００９】特に、面接触による摩擦係数は、面の状
態、例えば仕上げ程度や軸心とのズレ、摺動面の汚れな
どの状態、その他温度や圧力、速度による面圧条件によ
り大きく変化し、摺動面への水分等の付着や、作動時の
発熱からの低温化および湿度条件が高い等の湿式状態で
は乾式時の摩擦係数の約１／３程度になるため、このよ
うな接触面の状態変化に対して制動力の点で安定性に欠
けていた。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、耐久性や信頼性の高い回転伝
達機構の過大トルク防止装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明に係る回転伝達機構の過大トルク防止装置
では、駆動トルクを発生する駆動源と、太陽歯車が設け
られ、前記駆動源が発生する駆動トルクを前記歯車を介
し伝達する駆動軸と、前記駆動軸の太陽歯車に噛合する
遊星歯車と、前記遊星歯車を公転軸により支持し、前記
駆動軸からの駆動トルクが前記公転軸の公転により伝達
される出力軸と、前記遊星歯車に噛合すると共に、その
回転に応じて回転中心に対し変位する変位面を有する内
歯歯車と、前記内歯歯車の変位面に回転体を押付けて当
該内歯歯車の回転を阻止する回転阻止手段と、前記内歯
歯車の回転により前記回転体が当該内歯歯車の前記変位
面にしたがって所定量以上変位したか否かを検出する検
出手段と、前記検出手段によって前記回転体が所定量以
上変位したことが検出された場合には、前記駆動源の駆
動を停止させる駆動源停止手段とを具備することを特徴
とするものである。

【００１２】また、次の発明に係る回転伝達機構の過大
トルク防止装置では、内歯歯車は、その外周面に断面湾
曲形状の凹部が形成され、当該凹部により変位面を形成
することを特徴とするものである。

【００１３】また、次の発明に係る回転伝達機構の過大
トルク防止装置では、回転阻止手段は、内歯歯車を挟む
ような状態で一端が回転可能に支持された一対のアーム
と、その一対のアームを内歯歯車に向けて付勢する付勢
機構と、前記一対のアームにそれぞれ回転可能に支持さ
れ前記付勢機構の付勢により内歯歯車の変位面に押付け
られる回転体とから構成されていることを特徴とするも
のである。

【００１４】また、次の発明に係る回転伝達機構の過大
トルク防止装置では、付勢機構は、回転阻止手段の一対
のアームのそれぞれ他端の移動をシャフトによりガイド
し、かつ、そのアーム他端とシャフト端部に設けられた
調整ナットとの間の圧縮バネにより当該アーム他端をそ
れぞれ内歯歯車に向けて付勢し、前記圧縮バネによる付
勢力が前記シャフト上の前記調整ナットの螺合位置によ
り調整可能であることを特徴とするものである。

【００１５】また、次の発明に係る回転伝達機構の過大
トルク防止装置では、回転阻止手段は、内歯歯車を挟む
ような状態で設けられた一対のアームと、その一対のア
ーム両端同士間に設けられ当該一対のアームをそれぞれ
内歯歯車に向けて付勢する引っ張りばねと、前記一対の
アームと内歯歯車の凹部との間に設けられ前記引っ張り
ばねの付勢により前記一対のアームを介し前記内歯歯車
の凹部に押付けられる回転体と、から構成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１６】また、次の発明に係る回転伝達機構の過大
トルク防止装置では、駆動源停止手段は、検出手段によ
って回転体が所定量以上変位したことが検出された場合
には、駆動源の駆動を停止させ、その後回転体が所定量
以上変位しなくなった場合でも前記駆動源の駆動停止状
態を保持することを特徴とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１に、本発明に係る回転伝達機構の過
大トルク防止装置の実施の形態１の断面構造を示す。
尚、従来技術のものと同一機能を有する部材には、従来
技術のものと同一符号を付して説明する。

【００１８】図１において、１は駆動モータであり、１
ａは駆動モータ１の駆動軸で、駆動軸１ａ先端には平歯
車の太陽歯車１ｂが形成されている。２は駆動軸１ａ先
端の太陽歯車１ｂと噛合する遊星歯車であり、遊星歯車
２はベアリング３を介して出力軸４の公転軸４ａに軸支
されている。５は遊星歯車２と噛合する内歯歯車であ
り、内歯歯車本体５ａと、内歯歯車本体５ａにスクリュ
ウ５ｃにより固定されたブラケット５ｂとから構成さ
れ、ハウジング６内にボールベアリング６ａを介し回転
自在に設けられている。１３は内歯歯車５の回転を阻止
する回転阻止手段であり、従来のディスク等の代わりに
設けられたもので、ピン１３ａによりハウジングケース
６ｂに回動可能に設けられ、後述する構成により内歯歯
車５の回転を阻止するするものである。尚、出力軸４と
内歯歯車本体５ａとの間には、ベアリング１１とニード
ルベアリング１２とが設けられており、軸方向のスラス
ト荷重を受けるように構成している。

【００１９】図２は、図１に示す実施の形態１の過大ト
ルク防止装置におけるＡ−Ａ線断面の主要部を示してお
り、特にブラケット５ｂの形状や回転阻止手段１３の構
成等を具体的に示している。つまり、図２において、５
ｂは前述の内歯歯車５ａのブラケットで、このブラケッ
ト５ｂを正面から見た形状を示しており、その外周面に
は交互に断面湾曲形状の凹部５b1および凸部５b2が複数
形成され、この凹部５b1上の外周面が内歯歯車５ａの回
転に応じてその回転中心に対し変位する変位面を形成し
ている。

【００２０】１３ａ〜１３ｅは、ブラケット５ａを挟む
ように一対で構成される回転阻止手段１３の構成要素で
あり、１３ａは前述のピン、１３ｂはピン１３ａにより
一端が回動可能に支持され、かつ、止め輪１３ｉによっ
てピン１３ａに抜け止めされた組立てアームで、図に示
すような屈曲形状に組み立てられていると共に、その中
央に突出部１３ｈを有している。また、１３ｃは組み立
てアーム１３ｂを組み立てるためのリベット、１３ｄは
アーム１３ｂの中央で回転可能に支持された回転体とし
てのローラ、１３ｅはシャフト１３e1や圧縮ばね１３e2
等からなる付勢機構で、アーム１３ｂを内歯歯車５に向
けて付勢するためのものである。なお、付勢機構１３ｅ
の詳細な構造については、後述の図５で詳述する。

【００２１】また、１４はブラケット５ｂの回転による
ローラ１３ｄの所定量以上の変位をアーム１３ｂの突出
部１３ｈを介して検出する検出手段であり、後述する駆
動源停止回路１６と接続されているものである。ここ
で、検出手段１４の構成を説明しておくと、１４ａはス
イッチ片１４ｆを有するリミットスイッチ、１４ｂはス
イッチアーム、１４ｃはプレート、１４ｄはリミットス
イッチ１４ａおよびスイッチアーム１４ｂをプレート１
４ｃに固定するためのロックワイヤ付きネジ、１４ｅは
プレート１４ｃをハウジングケース６ｂに固定するため
のネジである。なお、この図２の状態では、回転阻止手
段１３のローラ１３ｄがブラケット５ｂの凹部５b1に係
合して、内歯歯車５に制動がかけられていると共に、検
出手段１４のスイッチ片１４ｆが所定量以上押下されて
なく、リミットスイッチ１４ａがオンにある状態を示し
ている。

【００２２】図３は、内歯歯車５が回転した場合におけ
る回転阻止手段１３および検出手段１４の動作状態を示
している。つまり、この図３は、内歯歯車５が回転し
て、内歯歯車５のブラケット５ｂの凹部５b1に押付けら
れて係合していた回転阻止手段１３のローラ１３ｄがそ
の凹部５b1から凸部５b2に乗り上げて、一対の組立てア
ーム１３ｂがそれぞれ左右に変位している状態を示して
いている。このため、検出手段１４のスイッチ片１４ｆ
が図上左側の組立てアーム１３ｂの突出部１３ｈにより
所定量以上押下され、リミットスイッチ１４ａがオフさ
れた状態を示している。

【００２３】図４は、組立てアーム１３ｂの断面構造を
示している。組立てアーム１３ｂは、この図に示すよう
に、平行な支持板１３b1、１３b2間に、２個のスぺーサ
１３ｆ、ローラ１３ｄおよびガイド１３ｇを設け、支持
板１３b1、１３b2を２個のスぺーサ１３ｆを介してそれ
ぞれ２個のリベット１３ｃで固定し、支持板１３b1、１
３b2間でローラ１３ｄはピン１３ｋにより回転可能に取
付けられていると共に、ガイド１３ｇも回転可能に取り
付けられている。

【００２４】図５に、回転阻止手段１３を構成する付勢
機構１３ｅの構造を分解して示す。１３e1は組立てアー
ム１３ｂに回転可能に取り付けられたガイド１３ｇを貫
通し、その両端にネジ部１３e7が形成されたシャフト、
１３e2は圧縮ばね、１３e3はシャフト１３e1両端のネジ
部１３e7上にそれぞれ設けられ、圧縮ばね１３e2をガイ
ド１３ｇとの間でそれぞれ挟む調整ナットで、ネジ部１
３e7上における螺合位置を変えることにより圧縮ばね１
３e2の弾性力を変えるものである。また、１３e4はシャ
フト１３e1および調整ナット１３e3の回り止めを行なう
爪部で、調整ナット１３e3の厚さより深く形成されてお
り、カバー１３e5に固定されたものである。なお、１３
e6はカバー１３e5をケース６ｂに固定するためのスクリ
ュウである。

【００２５】図６（ａ），（ｂ）に、それぞれ付勢機構
１３ｅにおける圧縮ばね１３e2の弾性力を変えた状態を
示す。（ａ）は、調整ナット１３e3をシャフト１３e1の
ネジ部１３e7先端、すなわち調整ナット１３e3からシャ
フト１３e1のネジ部１３e7先端が突出しないような位置
に螺合させた状態を示している。この場合には、調整ナ
ット１３e3とガイド１３ｇとの間の距離が大きくなるの
で、圧縮ばね１３e2の弾性力は弱くなり、内歯歯車５に
対する回転阻止力である制動力も小さくなる。

【００２６】（ｂ）は、調整ナット１３e3をシャフト１
３e1のネジ部１３e7内側、すなわち調整ナット１３e3か
らシャフト１３e1のネジ部１３e7先端が大きく突出する
ような位置に螺合させた状態を示している。この場合に
は、調整ナット１３e3とガイド１３ｇとの間の距離が小
さくなるので、圧縮ばね１３e2の弾性力は大きくなり、
内歯歯車５に対する制動力も大きくなる。

【００２７】図７に、駆動源停止手段としての駆動源停
止回路１６の構成を示す。図において、１は駆動モー
タ、１４ａは検出手段１４のリミットスイッチ、１５は
電源、１６は駆動モータ１を起動させるための起動スイ
ッチであり、リミットスイッチ１４ａと起動スイッチ１
６ａとを駆動モータ１と電源１５との間に設けたもので
ある。

【００２８】リミットスイッチ１４ａは、図に示すよう
に、スイッチ片１４ｆと、ＣＯＭ端子、ＮＯ端子および
ＮＣ端子を有しており、通常状態ではスイッチ片１４ｆ
がＣＯＭ端子とＮＣ端子とを接続してオン状態にある一
方、スイッチ片１４ｆが押された場合はスイッチ片１４
ｆの接続先がＮＯ端子に切り替わりオフ状態に変わるも
のである。

【００２９】次に、以上のように構成された実施の形態
１による回転伝達機構の過大トルク防止装置の動作を説
明する。まず、図７に示すように、起動スイッチ１６ａ
がオンすると、リミットスイッチ１４ａは通常状態のオ
ン状態にあるので、電源１５からの電源電流が起動スイ
ッチ１６ａ、リミットスイッチ１４ａを介して駆動モー
タ１に供給される。

【００３０】すると、駆動モータ１により駆動軸１ａが
回転して、図１に示すようにその駆動トルクが駆動軸１
ａ先端の太陽歯車１ｂを介して遊星歯車２に伝達され
て、さらに遊星歯車２を介し内歯歯車５に伝達される。
その際、内歯歯車５は、その駆動トルクが所定の正常ト
ルク範囲内であれば、図２に示すように、組立てアーム
１３ｂに回転可能に取り付けられたローラ１３ｄが、付
勢機構１３ｅの圧縮ばね１３ｅ2によりブラケット５ｂ
の凹部５b1に押付けられて係合するので、内歯歯車本体
５ａ及びブラケット５ｂからなる内歯歯車５の回転が阻
止される。

【００３１】このため、遊星歯車２は、その自転により
駆動軸１ａの回りを公転軸４ａと共に公転して、駆動軸
１ａの回転を減速して出力軸４に駆動トルクを伝達する
ことになる。

【００３２】これに対し、出力軸４が拘束されたり、あ
るいは出力軸４に過負荷がかかると、出力軸４に過大ト
ルクがかかり、内歯歯車５にもその過大トルクに比例し
た反動トルクがかかるようになる。そして、この反動ト
ルクの大きさが圧縮ばね１３e2による内歯歯車５の凹部
５b1におけるローラ１３ｄの押付けトルクよりも大きく
なると、図３に示すように、内歯歯車５が回転して、ブ
ラケット５ｂの凹部５b1に係合していたローラ１３ｄが
その凹部５b1から凸部５b2に乗り上げることになる。

【００３３】すると、そのローラ１３ｄの変位によっ
て、一対の組立てアーム１３ｂがそれぞれ左右に変位し
て、図上左側の組立てアーム１３ｂの突出部１３ｈがリ
ミットスイッチ１４ａのスイッチアーム１４ｂを介して
スイッチ片１４ｆを押し下げるので、そのスイッチ片１
４ｆの接続先がＮＣ端子からＮＯ端子に切り替わり、リ
ミットスイッチ１４ａがオン状態からオフ状態に切り替
わる。

【００３４】これにより、電源１５と駆動モータ１との
接続が切り離されて、駆動モータ１へは電流が供給され
なくなるので、駆動モータ１は駆動軸１ａの回転を停止
させて、遊星歯車２や、内歯歯車５および出力軸４への
駆動トルクの伝達を停止することになる。

【００３５】このため、駆動モータ１が駆動軸１ａの回
転を停止させると、駆動軸１ａから遊星歯車２を介し内
歯歯車５へ駆動トルクを伝達させないようにすると共
に、遊星歯車２が公転を止めて出力軸４への駆動トルク
の伝達も止め、この回転伝達機構や、出力軸４と連結等
された負荷機器を保護することになる。

【００３６】従って、この実施の形態１による回転伝達
機構の過大トルク防止装置によれば、回転体であるロー
ラ１３ｄと内歯歯車５の凹部５b1との点接触による係合
により、内歯歯車５の回転を阻止するので、従来のディ
スク等による面接触による制動の場合と比較して、耐久
性及び信頼性が向上する。具体的に説明すると、この実
施の形態１では、内歯歯車５の凹部５b1に係合している
ローラ１３ｄの接触部の移動が自由であリ、かつ、その
接触部が点接触であるので、作動時の表面汚れが少な
く、熱放散も良く、焼付けや異常磨耗がなくなると共
に、動摩擦と静摩擦との差がほとんどなくなるので、安
定した制動トルクが得られると共に、寿命的にはボール
ベアリングと同等の寿命係数が得られる。また、点接触
であるので、面接触の場合のように接触面の摩擦防止の
ための心合せが不要で、しかも制動の断続回数及び内歯
歯車５の回転方向の制約もなくなり、設計の自由度が増
す。

【００３７】また、この実施の形態１による回転伝達機
構の過大トルク防止装置では、ローラ１３ｄと内歯歯車
５の凹部５b1との点接触による係合だけでなく、ブラケ
ット５ｂ両側の一対の組立てアーム１３ｂのローラ１３
ｄによって両側から挟むようにブラケット５ｂに対し制
動をかけるので、バランスの良い安定した制動力が得ら
れる。また、この実施の形態１による回転伝達機構の過
大トルク防止装置では、内歯歯車５の回転により内歯歯
車５の凹部５b1に係合していた回転阻止手段１３のロー
ラ１３ｄがその凹部５b1から凸部５b2に乗り上げたり、
あるいは凸部５b2から凹部５b1へ係合あるいは嵌まり込
む場合に、凹部５b1と凸部５b2との間の段差をローラ１
３ｄが移動する際、例えばカチカチ等の音を発生するの
で、その音により出力軸４に過負荷がかかったことを認
識することもできることになる。

【００３８】ところで、出力軸４にかかっていた過大ト
ルクが除去されて正常範囲のトルクとなると、それに応
じて内歯歯車５が出力軸４から受ける反動トルクも正常
範囲内となるが、その際、過大トルクが比較的小さかっ
た場合には、内歯歯車５の回転もそれほど勢いが無いた
め、ローラ１３ｄが内歯歯車５の凸部５b2に乗り上げた
ままの状態で、しかも駆動モータ１への電源電流供給が
停止された状態を続ける。

【００３９】これに対し、出力軸４にかかっていた過大
トルクがかなり大きく、内歯歯車５にかかっていた反動
トルクもかなり大きい場合には、内歯歯車５がある程度
勢いよく回転する可能性があり、回転阻止手段１３のロ
ーラ１３ｄがブラケット５ｂのその凹部５b1から凸部５
b2に乗り上げたり、あるいはその凸部５b2から凹部５b1
へ係合することを繰返し、駆動モータ１への電源電流の
供給および停止を繰返すおそれがある。このような場合
には、ローラ１３ｄが内歯歯車５の凹部５b1と凸部５b2
との間の段差を連続して移動して、カチカチ等の連続音
を発生するので、その連続音により出力軸４に過負荷が
かかったことを認識することが可能になる。

【００４０】なお、前記実施の形態１では、図２や図３
に示すように、組立てアーム１３ｂに突出部１３ｈを一
体形成すると共に、圧縮ばね１３e2の弾性力により内歯
歯車５に制動をかけるように回転阻止手段１３を構成し
たが、本発明では、必ずしもこれらの構成に限定する必
要はなく、突出部を形成しなかったり、あるいは他の方
法により突出部を形成したり、あるいは他の弾性体を使
用する等してもよい。

【００４１】図８に、回転阻止手段における突出部や圧
縮ばねの他の構成例を示す。図８において、１３ｊは組
立てアーム１３ｂに一体形成で設けられていた突出部１
３ｈの代わりに設けたストローク調整ネジであり、螺合
位置によってスイッチアーム１４ｂを介し組立てアーム
１３ｂとリミットスイッチ１４ａのスイッチ片１４ｆと
の間のストロークを調整するものである。また、１３e8
は、圧縮ばね１３e2の代わりに調整ナット１３e3とガイ
ド１３ｇとの間でシャフト１３e1を貫通するように設け
られた皿ばねであり、その弾性力によりガイド１３ｇを
介し組立てアーム１３ｂを内歯歯車５のほうへ付勢する
ものである。このように適宜構成の変更は可能で、以上
のように組立てアーム１３ｂの突出部１３ｈや、圧縮ば
ね１３e2を代替するようにしても、機能的には変わりは
ないので、上記と同様の効果が得られると共に、特に、
ストローク調整ネジ１３ｊによれば、組立てアーム１３
ｂとリミットスイッチ１４ａのスイッチ片１４ｆとの間
のストロークを微小に調整できるので、リミットスイッ
チ１４ａのオン・オフの感度等を微小に調整することが
可能になる。

【００４２】また、上記実施の形態１の説明では、過負
荷の発生による内歯歯車５の滑りをブザー等の音声や、
ＬＥＤ（発光ダイオード）等の点灯により作業者に報知
する構成は採らなかったが、このような構成を採る場合
には、例えば、図２においてリミットスイッチ１４ａの
設けられていない図上右側の組立てアーム１３ｂ側に新
たにリミットスイッチを設けてその組立てアーム１４ｂ
の所定量以上の変位によりブザーやＬＥＤが動作する回
路を構成をしたり、あるいは図７に示す駆動源停止回路
１６中にブザーやＬＥＤの動作回路を付加するようにし
てもよい。

【００４３】実施の形態２．図９に、本発明に係る回転
伝達機構の過大トルク防止装置の実施の形態２の断面構
造を示す。尚、前記実施の形態１と同一機能を有する部
材には、同一符号を付して説明する。

【００４４】図９において、１ａは先端に太陽歯車１ｂ
が形成された駆動モータ（図示せず。）の駆動軸、２は
駆動軸１ａ先端の太陽歯車１ｂと噛合する遊星歯車、４
は遊星歯車２を軸支する公転軸４ａが固定された出力軸
である。５１は遊星歯車２と噛合する内歯歯車で、前記
実施の形態１の場合とは異なりブラケットは設けられて
なく、内歯歯車５１外周面に所定間隔で複数個の断面湾
曲形状の凹部５１ａおよび凸部５１ｂが形成されてい
る。６１は前記実施の形態１の場合とは異なり両側にハ
ウジング６１内外を貫通する貫通孔６１ａが形成された
ハウジングである。

【００４５】２０は２０ａ〜２０ｆからなる回転阻止手
段であり、具体的には、２０ａは通常状態では内歯歯車
５１外周面の凹部５１ａに係合しているボール、２０ｂ
はハウジング６１の貫通孔６１ａに挿入されてその先端
によりボール２０ａを内歯歯車５１の凹部５１ａに押し
付けるプランジャ、２０ｃはスライド用の長穴２０c1が
形成されたアーム、２０ｄはプランジャ２０ｂをそのス
トロークを調整しながらアーム２０ｃに取り付けるため
のセルフロックナット、２０ｅは引張りコイルばね、２
０ｆはピンである。なお、アーム２０ｃには、引張りコ
イルばね２０ｅのばね圧をそれぞれ３段階で調整するた
めのばね引掛け穴２０c2が上下にそれぞれ３箇所形成さ
れており、この図に示す状態では最も内側の調整穴２０
c2に引張りコイルばね２０ｅが取り付けられている。ま
た、１４ａ，１４ｂは，それぞれ、前記実施の形態１と
同様のリミットスイッチ、スイッチアームである。

【００４６】次に、このように構成された実施の形態２
の回転伝達機構の過大トルク防止装置の動作を説明す
る。まず、実施の形態１の場合と同様に、起動スイッチ
１６ａをオンすると、リミットスイッチ１４ａは通常オ
ン状態にあるので、電源１５からの電源電流が起動スイ
ッチ１６ａ、リミットスイッチ１４ａを介して駆動モー
タ１に供給される。すると、駆動モータ１により駆動軸
１ａが回転して、図９に示すようにその駆動トルクが駆
動軸１ａ先端の太陽歯車１ｂを介して遊星歯車２に伝達
され、さらにその駆動トルクが遊星歯車２を介し内歯歯
車５１に伝達される。

【００４７】ところで、回転阻止手段２０は、一対のア
ーム２０ｃ間でその上下２箇所に設けられた引張りコイ
ルばね２０ｅがその引張力により常時その一対のアーム
２０ｃを内歯歯車５１を挟む形で常時押付けており、駆
動モータ１が運転していない場合および駆動モータ１の
運転中でも正常のトルク範囲内の場合には、図９に示す
ように一対のアーム２０ｃの中央に取り付けられた各プ
ランジャ２０ｂがそれぞれボール２０ａを内歯歯車５１
の凹部５１ａに押し付けている。

【００４８】このため、内歯歯車５１は、駆動モータ１
の運転中は出力軸４等からの反動トルクにより回転しよ
うとするが、その駆動トルクが所定の正常トルク範囲内
であれば、図９に示すように、回転阻止手段２０のボー
ル２０ａが引張りコイルばね２０ｅの引張力により内歯
歯車５１の凹部５１ａに押し付けられ、この押付け力に
よる制動トルクのほうが反動トルクより大きいので、内
歯歯車５１の回転が阻止され、また回転したとしても微
小な回転量に止まる。

【００４９】従って、この実施の形態２による回転伝達
機構の過大トルク防止装置によれば、実施の形態１の場
合と同様に、その駆動トルクが所定の正常トルク範囲内
であれば、内歯歯車５１の回転が阻止されるので、遊星
歯車２は駆動軸１ａの回りを公転軸４ａと共に公転し
て、駆動軸１ａの回転を減速して出力軸４に伝達し、出
力軸４を回転させ、出力軸４に駆動トルクを伝達するこ
とになる。

【００５０】これに対し、出力軸４が拘束等されて、出
力軸４に過負荷がかかるようになると、内歯歯車５１に
もその過大トルクに比例した反動トルクがかかり、その
反動トルクが引張りばね２０ｅによる凹部５１ａへのボ
ール２０ａの押圧力による制動トルクより大きくなるよ
うになる。

【００５１】すると、内歯歯車５１が回転して、内歯歯
車５１の凹部５１ａに係合していた回転阻止手段２０の
ボール２０ａがその凹部５１ａから凸部５１ｂに乗り上
げるようになると、プランジャ２０ｂと共にアーム２０
ｃは、引っ張りコイルばね２０ｅの引張力に反して、ピ
ン２０ｆと長穴２０c1にガイドされながらそれぞれ左右
に変位する。

【００５２】そして、出力軸４への過大トルクが制限値
を超えて、内歯歯車５１の回転量が増え、プランジャ２
０ｂの変位量が所定量を超えると、図上右側のプランジ
ャ２０ｂ先端がスイッチアーム１４ｂを介しリミットス
イッチ１４ａのスイッチ片１４ｆを押下して、リミット
スイッチ１４ａをオン状態からオフ状態に切り替える。

【００５３】このため、リミットスイッチ１４ａのオフ
状態により、電源１５と駆動モータ１との接続は切り離
され、駆動モータ１は駆動軸１ａの回転を停止させるの
で、遊星歯車２、内歯歯車５１および出力軸４へは駆動
トルクが伝達されず、この回転伝達機構や出力軸４と連
結された負荷機器等を保護することになる。

【００５４】従って、この実施の形態２による回転伝達
機構の過大トルク防止装置によれば、回転体であるボー
ル２０ａと内歯歯車５１の凹部５１ａとが点接触で係合
して、内歯歯車５１の回転を阻止するので、実施の形態
１の場合と同様に、従来のディスク等による面接触によ
る制動の場合と比較して耐久性及び信頼性が向上する。

【００５５】実施の形態３．前記実施の形態１，２で
は、内歯歯車５，５１にかかっていた反動トルクがかな
り大きい場合には、内歯歯車５，５１が勢いよく回転し
て、ローラ１３ｄやボール２０ａが内歯歯車５，５１の
凹部５b1，５１ａから凸部５b2，５１ｂに乗り上げた
り、その逆に凸部５b2，５１ｂから凹部５b1，５１ａへ
係合することを繰返す可能性があるので（なお、この可
能性は凹部５b1，５１ａの間隔、すなわち凸部５b2，５
１ｂの長さにも依存し、その間隔等が長いほどこの可能
性は小さくなる。）、起動スイッチ１６ａをオフにしな
い限り、リミットスイッチ１４ａのオン・オフの繰り返
しにより、駆動モータ１の運転および停止を繰返すおそ
れがある。

【００５６】そこで、この実施の形態３による回転伝達
機構の過大トルク防止装置では、前記実施の形態１，２
におけるこのような駆動モータ１の運転および停止の繰
返しを防止するため、駆動源停止回路１６の構成を変え
ことを特徴とするものである。なお、その他の構成は同
じなので、駆動源停止回路１６の構成を中心に説明す
る。このため、前記実施の形態１のものと同一ものには
同一符号を付して説明するものとする。

【００５７】図１０に、この実施の形態３による回転伝
達機構の過大トルク防止装置の駆動源停止回路２１の構
成を示す。図において、１は駆動モータ、１４ａはリミ
ットスイッチ、１５は電源で、これらは前記実施の形態
１のものと同一である。また、１６ｂは自己復帰型の起
動スイッチ、１７はコイル（図示せず。）等からなる電
磁接触器、１８，１９はそれぞれ電磁接触器１７のオン
・オフによりオン・オフが制御される可動接点である。

【００５８】次に、この実施の形態３による回転伝達機
構の過大トルク防止装置の動作を、駆動源停止回路２１
の動作を中心に説明する。まず、本装置を起動させる
際、起動スイッチ１６ｂを押下すると、その起動スイッ
チ１６ｂおよび通常オン状態のリミットスイッチ１４ａ
を介して電源１５から電磁接触器１７へ電流が供給さ
れ、電磁接触器１７がオンしてそのコイル等による吸着
機能により可動接点１８，１９をオフからオン状態へ切
り替える。

【００５９】すると、電源１５から駆動モータ１へは可
動接点１８を介し電流が供給されるので、駆動モータ１
は駆動軸１ａを回転させて、出力軸４に駆動トルクを伝
達することになる。なお、起動スイッチ１６ｂは、その
後、自己復帰機能によりオフとなる。

【００６０】ところで、前記実施の形態１でも説明した
ように、出力軸４に過負荷がかかり、リミットスイッチ
１４ａがオンからオフ、すなわちスイッチ片１４ｆの接
続先がＮＣ端子からＮＯ端子へ切り替わると、電磁接触
器１７へ電源１５からの電流が流れなくなる。このた
め、電磁接触器１７はコイル等による保持機能がなくな
るので、可動接点１８，１９はオフし、電源１５から駆
動モータ１へは電流が供給されなくなり、駆動モータ１
は運転を停止する。このため、この実施の形態３によれ
ば、前記実施の形態１，２と同様に、出力軸４に過負荷
がかかかった際に、駆動モータ１の運転を自動的に停止
することができる。

【００６１】そして、出力軸４にかかっていた過大トル
クがなくなり、図１０に示すようにリミットスイッチ１
４ａが再びオン状態、すなわちスイッチ片１４ｆの接続
先がＮＯ端子からＮＣ端子へ切り替わった場合でも、起
動スイッチ１６ｂおよび可動接点１９はオフしているの
で、電源１５から電磁接触器１７へは電流が供給されな
い。このため、電磁接触器１７は動作しないので、その
コイル等による保持機能が働かずに、可動接点１８，１
９をオフ状態に保持するので、起動スイッチ１６ｂを再
度オンしない限り、電源１５から駆動モータ１へは電流
が供給されず、過大トルク除去後の駆動モータ１の再運
転を防止する。

【００６２】従って、この実施の形態３による回転伝達
機構の過大トルク防止装置によれば、自己復帰型の起動
スイッチ１６ｂと、電磁接触器１７と、電磁接触器１７
によりオン・オフする可動接点１８，１９とを設けて、
出力軸４に過大トルク等がかかって、リミットスイッチ
１４ａが一度オフとなった場合には、その後過大トルク
の減少によりリミットスイッチ１４ａが再びオンとなっ
ても、起動スイッチ１６ｂを再投入しない限り駆動モー
タ１へ電流が供給されないようにしたので、駆動モータ
１が運転をしないようにしたので、過大トルク発生後の
不用意な駆動モータ１の再運転を防止することができ
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転体と内歯歯車の変位面との点接触による係合によ
り、内歯歯車の回転を阻止するので、従来のディスク等
による面接触による制動の場合と比較して、耐久性及び
信頼性が向上する。具体的には、内歯歯車の変位面に押
付けられるローラの点接触部は移動が自由であり、か
つ、その接触部は点接触であるので、作動時の表面汚れ
が少なく、熱放散も良く、焼付けや異常磨耗がなくなる
と共に、動摩擦と静摩擦との差がもほとんどなくなるの
で、安定した制動トルクが得られると共に、寿命的には
ボールベアリングと同等の寿命係数が得られる。また、
点接触であるので、面接触の場合のように接触面の摩擦
防止のための心合せが不要で、しかも制動の断続回数や
内歯歯車の回転方向の制約もなくなり、設計の自由度が
増す。

【００６４】また、本発明では、内歯歯車の外周面に断
面湾曲形状の凹部を形成し、当該凹部により変位面を形
成して、その凹部に回転体が係合して内歯歯車の回転を
阻止するようにしたので、その凹部を回転体が係合した
り、外れたりする場合に音が発生するので、その音によ
り過大トルクの発生を知ることも可能である。

【００６５】また、本発明では、内歯歯車の両側から挟
むように内歯歯車に対し制動をかけるようにしたので、
安定した制動力が得られる。

【００６６】また、本発明では、回転体を付勢する圧縮
バネの付勢力をシャフト上の調整ナットの螺合位置によ
り調整可能としたので、内歯歯車に加える制動力を容易
に調整することが可能である。

【００６７】また、本発明では、回転体が所定量以上変
位したことが検出された場合には、駆動源の駆動を停止
させ、その後回転体が所定量以上変位しなくなった場合
でも前記駆動源の駆動停止状態を保持するようにしたの
で、いったん過負荷がかかかった場合には、その後その
過大トルクが減少しても、駆動源は運転しないので、過
大トルク発生後の駆動源の不用意な再運転を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る回転伝達機構の過大トルク防止
装置の実施の形態１の断面構造を示す断面図である。

【図２】 図１に示す実施の形態１の装置のＡ−Ａ線断
面の主要部を示す断面図である。

【図３】 内歯歯車５が回転した場合における回転阻止
手段１３および検出手段１４の動作状態を示す説明図で
ある。

【図４】 組立てアーム１３ｂの断面構造を示す図であ
る。

【図５】 付勢機構１３ｅの構造を分解して分解構造図
である。

【図６】 （ａ），（ｂ）それぞれ付勢機構１３ｅにお
ける圧縮ばね１３e2の弾性力を変えた状態を示す説明図
である。

【図７】 駆動源停止回路１６を示す回路構成図であ
る。

【図８】 組立てアーム１３上の突出部等の他の例を示
す構成図である。

【図９】 本発明に係る回転伝達機構の過大トルク防止
装置の実施の形態２の断面構造を示す構造図である。

【図１０】 この実施の形態３による回転伝達機構の過
大トルク防止装置の駆動源停止回路２１の構成を示す回
路構成図である。

【図１１】 従来の回転伝達機構の過大トルク防止装置
の断面構造を示す断面図である。

【図１２】 図１１に示す従来装置のＡ−Ａ線断面を示
す断面図。

【図１３】 過負荷時に駆動モータへの電流供給を停止
するようにした従来技術の要部を示す断面図である

【符号の説明】

１ 駆動モータ（駆動源）、１ａ 駆動軸、１ｂ 太陽
歯車、２ 遊星歯車、３ ベアリング、４ 出力軸、４
ａ 公転軸、５，５１ 内歯歯車、５ａ 内歯歯車本
体、５ｂ ブラケット、５b1，５１ａ 凹部、５b2，５
１ｂ 凸部、６ハウジング、１３ 回転阻止手段、１３
ｂ 組立てアーム、１３ｄ ローラ、１３ｅ 付勢機
構、１３e1 シャフト、１３e2 圧縮ばね、１３e3 調
整ナット、１４ 検出手段、１５ 電源、１６，２１
駆動源停止回路（駆動源停止手段）、２０ 回転阻止手
段、２０ａ ボール、２０ｅ 引っ張りばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−27498（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−28150（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−70549（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−127952（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 35/10 F16H 1/28

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動トルクを発生する駆動源と、 太陽歯車が設けられ、前記駆動源が発生する駆動トルク
   を前記歯車を介し伝達する駆動軸と、 前記駆動軸の太陽歯車に噛合する遊星歯車と、 前記遊星歯車を公転軸により支持し、前記駆動軸からの
   駆動トルクが前記公転軸の公転により伝達される出力軸
   と、 前記遊星歯車に噛合すると共に、その回転に応じて回転
   中心に対し変位する変位面を有する内歯歯車と、 前記内歯歯車の変位面に回転体を押付けて当該内歯歯車
   の回転を阻止する回転阻止手段と、 前記内歯歯車の回転により前記回転体が当該内歯歯車の
   前記変位面にしたがって所定量以上変位したか否かを検
   出する検出手段と、 前記検出手段によって前記回転体が所定量以上変位した
   ことが検出された場合には、前記駆動源の駆動を停止さ
   せる駆動源停止手段と、 を具備することを特徴とする回転伝達機構の過大トルク
   防止装置。
2. 【請求項２】 内歯歯車は、その外周面に断面湾曲形状
   の凹部が形成され、当該凹部により変位面を形成するこ
   とを特徴とする請求項１記載の回転伝達機構の過大トル
   ク防止装置。
3. 【請求項３】 回転阻止手段は、内歯歯車を挟むような
   状態で一端が回転可能に支持された一対のアームと、そ
   の一対のアームを内歯歯車に向けて付勢する付勢機構
   と、前記一対のアームにそれぞれ回転可能に支持され前
   記付勢機構の付勢により内歯歯車の変位面に押付けられ
   る回転体と、から構成されていることを特徴とする請求
   項１または２記載の回転伝達機構の過大トルク防止装
   置。
4. 【請求項４】 付勢機構は、回転阻止手段の一対のアー
   ムのそれぞれ他端の移動をシャフトによりガイドし、か
   つ、そのアーム他端とシャフト端部に設けられた調整ナ
   ットとの間の圧縮バネにより当該アーム他端をそれぞれ
   内歯歯車に向けて付勢し、前記圧縮バネによる付勢力が
   前記シャフト上の前記調整ナットの螺合位置により調整
   可能であることを特徴とする請求項３記載の回転伝達機
   構の過大トルク防止装置。
5. 【請求項５】 回転阻止手段は、内歯歯車を挟むような
   状態で設けられた一対のアームと、その一対のアーム両
   端同士間に設けられ当該一対のアームをそれぞれ内歯歯
   車に向けて付勢する引っ張りばねと、前記一対のアーム
   と内歯歯車の凹部との間に設けられ前記引っ張りばねの
   付勢により前記一対のアームを介し前記内歯歯車の凹部
   に押付けられる回転体と、から構成されていることを特
   徴とする請求項２記載の回転伝達機構の過大トルク防止
   装置。
6. 【請求項６】 駆動源停止手段は、検出手段によって回
   転体が所定量以上変位したことが検出された場合には、
   駆動源の駆動を停止させ、その後回転体が所定量以上変
   位しなくなった場合でも前記駆動源の駆動停止状態を保
   持する、ことを特徴とする請求項１、２、３、４または
   ５記載の回転伝達機構の過大トルク防止装置。