JP3725821B2 - トルクリミター - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータなどの駆動源と被駆動装置との間に介設され、過負荷（オーバーロード）が被駆動側に発生した際に機械（主に減速機、被駆動側の軸）が破損することを防止するトルクリミターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、モータなどの駆動源と被駆動装置との間の動力伝達時に被駆動装置側に過負荷（オーバーロード）が発生した場合には被駆動装置側はロックされ、モータパワーの３倍以上のトルクが発生し、機械（主に減速機、被駆動側の軸）が破損する事故が発生する。このような事故から機械を守り、過負荷が発生しても機械を保護して機械のダウンタイムを最小限にする装置としてトルクリミターが使用される。このトルクリミターはモータなどの駆動源と被駆動装置との間に組み込まれ、主に減速機の入力軸か出力軸に取付けて使用される。そして、過負荷が発生すると、トルクリミターはその設定トルクで作動し、駆動源と被駆動装置との間の連結が切り離されて空転するようになっている。この動作にはタイムラグが小さく、負荷が設定トルクに到達した瞬間に迅速に作動するので、確実に機械が保護される。
【０００３】
また、図８は従来の機械式トルクリミターの一例を示すものである。この機械式トルクリミターには駆動源側の出力軸にキーなどで連結されたハブａが設けられている。このハブａにはハブフランジａ１が突設されている。さらに、このハブフランジａ１にはドライブプレートｂが離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されている。このドライブプレートｂには被駆動装置の入力軸が連結されている。
【０００４】
また、ハブフランジａ１には周方向に沿って複数箇所にボール挿入孔ｃが形成されている。各挿入孔ｃ内にはボール状のトルク伝達体ｄが収容されている。さらに、ドライブプレートｂにはハブフランジａ１との対向面側にトルク伝達体ｄが係脱可能に係合される係合凹部ｅが形成されている。
【０００５】
また、ハブフランジａ１に対してドライブプレートｂとは反対側に略リング状のスライドプレートｆが配設されている。このスライドプレートｆの上には略Ｌ字状断面で略リング状のカバー部材ｇが配設されている。そして、スライドプレートｆおよびハブフランジａ１はこのカバー部材ｇの内部に収容されている。
【０００６】
さらに、カバー部材ｇの上面には第１のばね座ｇ１が形成されている。また、ハブａの上端部外周面には雄ねじ状のねじ部ａ２が形成されている。このねじ部ａ２には略リング状のナット部材ｈのねじ穴部ｈ１が螺挿されている。さらに、ナット部材ｈの下面側には複数の第２のばね座ｈ２が形成されている。各第２のばね座ｈ２には圧縮コイルばねなどの付勢部材ｉの上端部が固定されている。各付勢部材ｉの下端部はカバー部材ｇの第１のばね座ｇ１に係止されている。
【０００７】
そして、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には付勢部材ｉからの付勢力（荷重）がカバー部材ｇおよびスライドプレートｆを介してトルク伝達体ｄに作用し、トルク伝達体ｄをドライブプレートｂの係合凹部ｅ側に係合させた状態で保持するようになっている。そのため、この状態では駆動源側の出力軸からハブａに伝達された駆動力はハブフランジａ１の各トルク伝達体ｄを介してドライブプレートｂに伝達され、被駆動装置の入力軸が駆動されるようになっている。
【０００８】
また、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には被駆動装置側がロックされて出力側のドライブプレートｂの回転が停止されることにより、付勢部材ｉからの付勢力に抗してトルク伝達体ｄがドライブプレートｂの係合凹部ｅから飛出し、動力を遮断するようになっている。
【０００９】
また、高速回転用の従来型のトルクリミターとして、２つの第２のトルク伝達体を設け、動力伝達状態ではばね部材からのバネ荷重を第２のトルク伝達体を介して第１のトルク伝達体に伝達し、過負荷が発生すると第２のトルク伝達体はスベリながら空転状態の位置まで移動する構成にしたものがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成の機械式トルクリミターでは過負荷によって作動してトルク伝達体ｄがドライブプレートｂの係合凹部ｅから飛出した後、ハブフランジａ１とドライブプレートｂとの間が回転する。そして、ドライブプレートｂの係合凹部ｅとハブフランジａ１のボール挿入孔ｃの位置が合うと付勢部材ｉからの押圧力でトルク伝達体ｄがドライブプレートｂの係合凹部ｅ内に挿入された状態に復帰する。これにより、ハブフランジａ１とドライブプレートｂとの間が一回転又はそれ以下の回転で自動的に復帰動作に入る自動復帰型になっている。
【００１１】
しかしながら、上記従来構成の機械式トルクリミターを例えば、高速回転用の回転軸に使用した場合には、過負荷発生時にモータが完全に停止するまでトルクリミターは作動と復帰を数回から数十回繰り返すことになる。そのため、トルクリミターの各摺動部分に摩耗が発生しやすくなるので、トルクリミターの耐久性が低くなる問題がある。
【００１２】
また、高速回転用の従来型のトルクリミターでは過負荷が発生すると第２のトルク伝達体はスベリながら空転状態の位置まで移動するので、この時、第２のトルク伝達体は、機械振動や潤滑の状態によりスベリ抵抗の変化を起こす為、過負荷時の作動トルク精度が良くない。
【００１３】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、過負荷発生時に被駆動装置側がロックされた際に駆動源側のモータなどが停止するまで自動的に復帰する動作を確実に止めることができ、空転状態を維持することにより、各摺動部分の摩耗を防止して耐久性の向上を図ることができ、過負荷時の作動トルク精度が高精度の高速回転用のトルクリミターを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、駆動源側の出力軸または被駆動装置の入力軸のいずれか一方に第１のプレート、他方に第２のプレートがそれぞれ連結され、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートが離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されるとともに、前記第１のプレートに周方向に沿って複数箇所に形成された挿入孔内にボール状のトルク伝達体が収容され、前記第２のプレートに前記トルク伝達体が係脱可能に係合される第１の係合凹部、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートとは反対側に前記駆動源側から前記被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には前記トルク伝達体を前記第１の係合凹部側に係合させた状態で保持する付勢力を発生する付勢手段がそれぞれ配設され、前記伝達トルクが前記設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には前記付勢力に抗して前記トルク伝達体が前記第１の係合凹部から抜け出ることを許容して前記トルク伝達体によるトルク伝達を遮断するトルクリミターにおいて、前記付勢手段と前記第１のプレートとの間に前記第１のプレートに対して相対的に移動可能に支持されたスライドプレートを配設し、このスライドプレートにおける前記第１のプレートとの対向面に前記トルク伝達の遮断時に前記第１の係合凹部から抜け出た前記トルク伝達体を収容して前記付勢手段の付勢力が前記トルク伝達体に作用することを防止する第２の係合凹部を形成するとともに、前記スライドプレートと前記第１のプレートとの間に前記トルク伝達の遮断時に前記トルク伝達体が前記第２の係合凹部に収容された後、前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制して前記トルク伝達体が前記係合凹部に係合される状態に復帰することを防止するトルク伝達復帰防止機構を設け、前記トルク伝達復帰防止機構は、前記トルク伝達体が配置されているピッチ円よりも内周側に周方向に沿って複数箇所に配置されたストラットボールと、これらのストラットボールを保持する保持体と、前記スライドプレートおよび前記第１のプレートにおける前記保持体との対向面にそれぞれ形成され、通常運転時には前記ストラットボールを収容状態で保持するポケット部とを具備し、前記トルク伝達の遮断時に前記ポケット部から抜け出した前記ストラットボールによって前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制するものであることを特徴とするトルクリミターである。
そして、本請求項１の発明では、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には付勢手段からの付勢力によってトルク伝達体を第１の係合凹部側に係合させた状態で保持する。このとき、トルク伝達復帰防止機構は非動作状態で保持される。また、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には付勢手段からの付勢力に抗してトルク伝達体が第１の係合凹部から抜け出ることにより、トルク伝達体によるトルク伝達を遮断する。このトルク伝達の遮断時には第１の係合凹部から抜け出たトルク伝達体を第２の係合凹部に収容して付勢手段の付勢力がトルク伝達体に作用することを防止する。さらに、このトルク伝達の遮断時にはトルク伝達体が第２の係合凹部に収容された後、トルク伝達復帰防止機構によってスライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制する。これにより、トルク伝達体に付勢手段の付勢力が作用することを防止してトルク伝達体が係合凹部に係合される状態に復帰することを防止する。さらに、通常運転時にはスライドプレートおよび第１のプレートのポケット部内にストラットボールを収容させた状態で保持し、トルク伝達の遮断時にポケット部から抜け出したストラットボールによってスライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制するようにしたものである。
【００１５】
請求項２の発明は、駆動源側の出力軸または被駆動装置の入力軸のいずれか一方に第１のプレート、他方に第２のプレートがそれぞれ連結され、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートが離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されるとともに、前記第１のプレートに周方向に沿って複数箇所に形成された挿入孔内にボール状のトルク伝達体が収容され、前記第２のプレートに前記トルク伝達体が係脱可能に係合される第１の係合凹部、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートとは反対側に前記駆動源側から前記被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には前記トルク伝達体を前記第１の係合凹部側に係合させた状態で保持する付勢力を発生する付勢手段がそれぞれ配設され、前記伝達トルクが前記設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には前記付勢力に抗して前記トルク伝達体が前記第１の係合凹部から抜け出ることを許容して前記トルク伝達体によるトルク伝達を遮断するトルクリミターにおいて、前記付勢手段と前記第１のプレートとの間に前記第１のプレートに対して相対的に移動可能に支持されたスライドプレートを配設し、このスライドプレートにおける前記第１のプレートとの対向面に前記トルク伝達の遮断時に前記第１の係合凹部から抜け出た前記トルク伝達体を収容して前記付勢手段の付勢力が前記トルク伝達体に作用することを防止する第２の係合凹部を形成するとともに、前記スライドプレートと前記第１のプレートとの間に前記トルク伝達の遮断時に前記トルク伝達体が前記第２の係合凹部に収容された後、前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制して前記トルク伝達体が前記係合凹部に係合される状態に復帰することを防止するトルク伝達復帰防止機構を設け、前記トルク伝達復帰防止機構は、前記トルク伝達体が配置されているピッチ円と同一のピッチ円上に沿って複数箇所に配置されたストラットボールと、これらのストラットボールを保持する保持体と、前記スライドプレートおよび前記第１のプレートにおける前記保持体との対向面にそれぞれ形成され、通常運転時には前記ストラットボールを収容状態で保持するポケット部とを具備し、前記トルク伝達の遮断時に前記ポケット部から抜け出した前記ストラットボールによって前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制するものであることを特徴とするトルクリミターである。
そして、本請求項２の発明では、トルク伝達体と同一のピッチ円上に配置されたストラットボールによってスライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図５（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図１は本実施の形態のトルクリミター１の概略構成を示すものである。このトルクリミター１には駆動源であるモータ又は減速機の出力軸にキーなどで連結されたハブ２が設けられている。このハブ２にはハブフランジ（第１のプレート）２ａが突設されている。さらに、このハブフランジ２ａにはドライブプレート（第２のプレート）３が離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されている。このドライブプレート３には図示しない被駆動装置の入力軸が連結されている。
【００１８】
また、ハブフランジ２ａには周方向に沿って複数箇所に必要個数、本実施の形態では３つのボール挿入孔４が形成されている。３つのボール挿入孔４はハブフランジ２ａの周方向に沿って等間隔に形成されている。各挿入孔４内にはトルク伝達用のボール（トルク伝達体）５が収容されている。さらに、ドライブプレート３にはハブフランジ２ａとの対向面側にトルク伝達用のボール５が係脱可能に係合される凹陥状の第１のポケット（第１の係合凹部）６が形成されている。
【００１９】
また、ハブフランジ２ａに対してドライブプレート３とは反対側に略リング状のスライドプレート７が配設されている。このスライドプレート７の上には略Ｌ字状断面で略リング状のカバー部材８が配設されている。そして、スライドプレート７およびハブフランジ２ａはこのカバー部材８の内部に収容されている。なお、スライドプレート７とカバー部材８との間にはベアリング９が介設されている。そして、このスライドプレート７はハブフランジ２ａに対して相対的にハブ２の軸回り方向に移動可能に支持されている。
【００２０】
さらに、カバー部材８の上面には第１のばね座８ａが形成されている。また、ハブ２の上端部外周面には雄ねじ状のねじ部２ｂが形成されている。このねじ部２ｂには略リング状のナット部材１０のねじ穴部１０ａが螺挿されている。さらに、ナット部材１０の下面側には周方向に沿って複数の第２のばね座１０ｂが形成されている。各第２のばね座１０ｂには圧縮コイルばね（付勢部材）１１の上端部が固定されている。各圧縮コイルばね１１の下端部はカバー部材８の第１のばね座８ａに係止されている。そして、各圧縮コイルばね１１によってトルクリミター１が作動して動力伝達を遮断する際の駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクの範囲が予め設定されるようになっている。
【００２１】
これにより、ボール５はスライドプレート７、ベアリング９を介して圧縮コイルばね１１の荷重を受けてドライブプレート３に押し付けられ、ドライブプレート３の第１のポケット６に各ボール５が収まるようになっている。そして、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時（動力伝達時）には圧縮コイルばね１１からの付勢力（荷重）がカバー部材８およびスライドプレート７、ベアリング９を順次介して各ボール５に作用し、各ボール５をドライブプレート３の第１のポケット６側に係合させた状態で保持するようになっている。そのため、この状態では駆動源側の出力軸からハブ２に伝達された駆動力はハブフランジ２ａの各ボール５を介してドライブプレート３に伝達され、被駆動装置の入力軸が駆動されるようになっている。
【００２２】
また、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には被駆動装置側がロックされて出力側のドライブプレート３の回転が停止されることにより、圧縮コイルばね１１からの付勢力に抗して各ボール５がドライブプレート３の第１のポケット６から飛出し、動力を遮断するようになっている。
【００２３】
また、スライドプレート７の下面（ハブフランジ２ａとの対向面）には図２に示すようにトルク伝達の遮断時に第１のポケット６から抜け出た各ボール５を収容して圧縮コイルばね１１の付勢力が各ボール５に作用することを防止する複数、本実施の形態では６個の第２のポケット（第２の係合凹部）１２が形成されている。なお、これらの第２のポケット１２はハブフランジ２ａの各ボール５と同一のピッチ円Ｐ１上に沿って配置されている。
【００２４】
ここで、６個の第２のポケット１２はハブフランジ２ａの１つのボール５毎に２個づつ設けられている。そして、通常運転時には図３（Ａ）に示すようにハブフランジ２ａの各ボール５はスライドプレート７の各第２のポケット１２に入っていない位置に配置されている。このとき、図３（Ｂ）に示すようにハブフランジ２ａの１つのボール５の両側に第２のポケット１２が１個づつ配置される状態で保持されるようになっている。
【００２５】
また、スライドプレート７とハブフランジ２ａとの間にはトルク伝達復帰防止機構１３が設けられている。このトルク伝達復帰防止機構１３には図２に示すようにトルク伝達用のボール５が配置されているピッチ円Ｐ１よりも内周側に周方向に沿って複数箇所、本実施の形態では６箇所に等間隔で配置された６個のストラットボール（第２のトルク伝達体）１４が設けられている。
【００２６】
さらに、ハブ２の周囲にはストラットボール１４を保持するリング状のケージプレート（保持体）１５が配置されている。このケージプレート１５には６つのボール挿入孔１６と、４つの長穴状のガイド孔１７とが形成されている。そして、各挿入孔１６内にストラットボール１４が収容されている。
【００２７】
なお、スライドプレート７の下面にはケージプレート１５を収容するリング状凹陥部１８が形成されている。さらに、このリング状凹陥部１８には図３（Ｂ）に示すようにケージプレート１５の各ガイド孔１７に挿入される４つのストップピン１９が突設されている。これら４つのストップピン１９は、スライドプレート７側に２本のストップピン１９ａ、ハブフランジ２ａ側に２本のストップピン１９ｂがそれぞれ突設されている。そして、作動時の、ハブ２とケージプレート１５間、およびスライドプレート７とケージプレート１５間の回転する際の動作範囲が規制されている。
【００２８】
また、スライドプレート７およびハブフランジ２ａにおけるケージプレート１５との対向面には通常運転時にはストラットボール１４を収容状態で保持するポケット部２０がそれぞれ形成されている。そして、通常運転時にはトルク伝達復帰防止機構１３は図３（Ａ）に示すようにストラットボール１４がスライドプレート７とハブフランジ２ａの各ポケット部２０に収容された状態で保持され、荷重を受けていない状態で保持されるようになっている。
【００２９】
また、過負荷発生時に図４（Ａ）に示すように各ボール５がドライブプレート３の第１のポケット６から飛出し、動力を遮断したトルク伝達の遮断時には本実施の形態のトルク伝達復帰防止機構１３は次の通り作動する。すなわち、トルクリミター１の作動直後はケージプレート８もスライドプレート７の動きに沿って動くので、ストラットボール１４はスライドプレート７とハブフランジ２ａのポケット部２０から飛び出す。このとき、ストラットボール１４はスライドプレート７とハブフランジ２ａの各ポケット部２０間に配置された状態で保持されるようになっている。
【００３０】
また、更にハブ２が回転を続け、ボール５とスライドプレート７の左右の第２のポケット１２のいずれか一方の位置が合うと圧縮コイルばね１１からの押圧荷重によりスライドプレート７はドライブプレート３の方向へ移動する。このとき、ハブフランジ２ａとスライドプレート７の間のストラットボール１４によって、スライドプレート７がストラットボール１４の直径と同寸法以上ドライブプレート３の方向に移動しないように規制されるようになっている。
【００３１】
この状態で、ボール５は図５（Ａ）に示すようにスライドプレート７の左右の第２のポケット１２のいずれか一方に完全に入り、圧縮コイルばね１１の圧力を受けなくなる。これにより、トルク伝達の遮断時に各ボール５が第２のポケット１２に収容された後、スライドプレート７が第１のポケット６の方向に移動する動作を規制して各ボール５が第１のポケット６に係合される状態に復帰することが防止されるようになっている。
【００３２】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態のトルクリミター１は駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には図３（Ａ）に示すように圧縮コイルばね１１からの付勢力によってトルク伝達用のボール５がドライブプレート３の第１のポケット６側に係合させた状態で保持される。この状態では駆動源側の出力軸からハブ２に伝達された駆動力はハブフランジ２ａの各ボール５を介してドライブプレート３に伝達され、被駆動装置の入力軸が駆動される。このとき、トルク伝達復帰防止機構１３のストラットボール１４はスライドプレート７とハブフランジ２ａの各ポケット部２０に収容された状態で保持され、荷重を受けていない非動作状態で保持される。
【００３３】
また、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には被駆動装置側がロックされて出力側のドライブプレート３の回転が停止される。これにより、圧縮コイルばね１１からの付勢力に抗して各ボール５がドライブプレート３の第１のポケット６から飛出し、動力が遮断される。
【００３４】
このトルク伝達の遮断時には本実施の形態のトルク伝達復帰防止機構１３は次の通り作動する。すなわち、トルクリミター１の作動直後はケージプレート８もスライドプレート７の動きに沿って動くので、ストラットボール１４はスライドプレート７とハブフランジ２ａのポケット部２０から飛び出す。このとき、ストラットボール１４はスライドプレート７とハブフランジ２ａの各ポケット部２０間に配置された状態で保持される。
【００３５】
この状態で、更にハブ２が回転を続け、ボール５とスライドプレート７の左右の第２のポケット１２のいずれか一方の位置が合うと圧縮コイルばね１１からの押圧荷重によりスライドプレート７はドライブプレート３の方向へ移動する。このとき、ハブフランジ２ａとスライドプレート７の間のストラットボール１４によって、スライドプレート７がストラットボール１４の直径と同寸法以上ドライブプレート３の方向に移動しないように規制される。
【００３６】
この状態で、ボール５は図５（Ａ）に示すようにスライドプレート７の左右の第２のポケット１２のいずれか一方に完全に入り、圧縮コイルばね１１の圧力を受けなくなる。これにより、トルク伝達の遮断時に各ボール５が第２のポケット１２に収容された後、スライドプレート７が第１のポケット６の方向に移動する動作が規制される。そのため、各ボール５に圧縮コイルばね１１の付勢力が作用することを防止することができるので、各ボール５が第１のポケット６に係合される状態に復帰することが防止される。
【００３７】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態のトルクリミター１ではスライドプレート７にトルク伝達の遮断時に第１のポケット６から抜け出たボール５を収容して圧縮コイルばね１１の付勢力がボール５に作用することを防止する第２のポケット１２を形成するとともに、スライドプレート７とハブフランジ２ａとの間にトルク伝達の遮断時にボール５が第２のポケット１２に収容された後、スライドプレート７がハブフランジ２ａの方向に移動する動作を規制してボール５が第１のポケット６に係合される状態への復帰を防止するトルク伝達復帰防止機構１３を設けている。そのため、過負荷発生時に被駆動装置側がロックされた際に従来の機構のようにハブ２が一回転又はそれ以下の回転状態で、ドライブプレート３の第１のポケット６とハブフランジ２ａのボール挿入孔４の位置が合った時点で圧縮コイルばね１１の圧力でボール５がドライブプレート３の第１のポケット６内に挿入された状態に自動的に復帰する動作を確実に止めることができ、空転状態を維持することができる。
【００３８】
したがって、本実施の形態の機械式トルクリミター１を例えば、高速回転用の回転軸に使用した場合であっても、過負荷発生時にモータが完全に停止するまで従来のようにトルクリミター１が作動と復帰を数回から数十回繰り返すことを防止することができるので、各摺動部分の摩耗を防止して耐久性の向上を図ることができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態ではスライドプレート７に第２のポケット１２を形成するとともに、スライドプレート７とハブフランジ２ａとの間にトルク伝達の遮断時にボール５が第２のポケット１２に収容された後、スライドプレート７がハブフランジ２ａの方向に移動する動作を規制してボール５が第１のポケット６に係合される状態への復帰を防止するトルク伝達復帰防止機構１３を設けているので、従来の自動復帰型トルクリミター１の作動トルク精度、復帰位置精度を維持したまま高速回転で使用することができる。
【００４０】
また、図６は本発明の第２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図５（Ａ），（Ｂ）参照）のトルクリミター１の構成を次の通り変更したものである。
【００４１】
すなわち、本実施の形態ではハブフランジ２ａのトルク伝達用の各ボール５と、トルク伝達復帰防止機構１３の各ストラットボール１４とを同一のピッチ円Ｐ１上に配置したものである。ここで、本実施の形態のスライドプレート７には内周部側に３つの切欠部３１が等間隔で形成されている。
【００４２】
各切欠部３１には略円弧状のケージプレート３２がそれぞれ配設されている。各ケージプレート３２には２つのボール挿入孔３３と、１つの長穴状のガイド孔３４とが形成されている。そして、各挿入孔３３内にストラットボール１４が収容されている。
【００４３】
なお、ハブ２には３つのケージプレート３２の各ガイド孔３４に挿入されるストップピン３５が突設されている。そして、ケージプレート３２の各ガイド孔３４に沿って各ストップピン３５が移動する動作範囲によってスライドプレート７の各切欠部３１に沿ってケージプレート３２が回動する際の動作範囲が規制されている。
【００４４】
そして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様にスライドプレート７とハブフランジ２ａとの間にトルク伝達の遮断時にボール５が第２のポケット１２に収容された後、スライドプレート７がハブフランジ２ａの方向に移動する動作を規制してボール５が第１のポケット６に係合される状態への復帰を防止するトルク伝達復帰防止機構１３が配設されているので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
また、図７は本発明の第３の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第２の実施の形態（図６参照）のトルクリミター１の構成を次の通り変更したものである。
【００４６】
すなわち、本実施の形態では第２の実施の形態のトルクリミター１の３つのケージプレート３２を一体部品化した一体部品４１を設けたものである。この場合でも第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、スライドプレートと第１のプレートとの間にトルク伝達復帰防止機構を設け、トルク伝達の遮断時にトルク伝達体が第２の係合凹部に収容された後、スライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制してトルク伝達体が係合凹部に係合される状態に復帰することを防止するようにしたので、過負荷発生時に被駆動装置側がロックされた際に駆動源側のモータなどが停止するまで自動的に復帰する動作を確実に止めることができ、空転状態を維持することにより、各摺動部分の摩耗を防止して耐久性の向上を図ることができ、かつ過負荷時の作動トルク精度が高精度となる。さらに、通常運転時にはスライドプレートおよび第１のプレートのポケット部内にストラットボールを収容させた状態で保持し、トルク伝達の遮断時にポケット部から抜け出したストラットボールによってスライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制することができる。
【００４９】
請求項２の発明によれば、トルク伝達体と同一のピッチ円上に配置されたストラットボールによってスライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のトルクリミターの縦断面図。
【図２】第１の実施の形態のトルクリミターのスライドプレートとケージプレートとを示す平面図。
【図３】（Ａ）は第１の実施の形態のトルクリミターのトルク伝達状態を説明するために要部を展開して示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のトルク伝達状態における各ボールの位置を示す平面図。
【図４】（Ａ）は第１の実施の形態のトルクリミターの作動直後の状態を説明するために要部を展開して示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の作動状態における各ボールの位置を示す平面図。
【図５】（Ａ）は第１の実施の形態のトルクリミターのトルク伝達の遮断状態を説明するために要部を展開して示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のトルク伝達の遮断状態における各ボールの位置を示す平面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態のトルクリミターの要部構成を示す平面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態のトルクリミターの要部構成を示す平面図。
【図８】従来の機械式トルクリミターの縦断面図。
【符号の説明】
２ａ ハブフランジ（第１のプレート）
３ ドライブプレート（第２のプレート）
４ ボール挿入孔
５ ボール（トルク伝達体）
６ 第１のポケット（第１の係合凹部）
７ スライドプレート
１１ 圧縮コイルばね（付勢部材）
１２ 第２のポケット（第２の係合凹部）
１３ トルク伝達復帰防止機構
１４ ストラットボール（第２のトルク伝達体）
１５ ケージプレート（保持体）
１８ ポケット部
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータなどの駆動源と被駆動装置との間に介設され、過負荷（オーバーロード）が被駆動側に発生した際に機械（主に減速機、被駆動側の軸）が破損することを防止するトルクリミターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、モータなどの駆動源と被駆動装置との間の動力伝達時に被駆動装置側に過負荷（オーバーロード）が発生した場合には被駆動装置側はロックされ、モータパワーの３倍以上のトルクが発生し、機械（主に減速機、被駆動側の軸）が破損する事故が発生する。このような事故から機械を守り、過負荷が発生しても機械を保護して機械のダウンタイムを最小限にする装置としてトルクリミターが使用される。このトルクリミターはモータなどの駆動源と被駆動装置との間に組み込まれ、主に減速機の入力軸か出力軸に取付けて使用される。そして、過負荷が発生すると、トルクリミターはその設定トルクで作動し、駆動源と被駆動装置との間の連結が切り離されて空転するようになっている。この動作にはタイムラグが小さく、負荷が設定トルクに到達した瞬間に迅速に作動するので、確実に機械が保護される。
【０００３】
また、図８は従来の機械式トルクリミターの一例を示すものである。この機械式トルクリミターには駆動源側の出力軸にキーなどで連結されたハブａが設けられている。このハブａにはハブフランジａ１が突設されている。さらに、このハブフランジａ１にはドライブプレートｂが離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されている。このドライブプレートｂには被駆動装置の入力軸が連結されている。
【０００４】
また、ハブフランジａ１には周方向に沿って複数箇所にボール挿入孔ｃが形成されている。各挿入孔ｃ内にはボール状のトルク伝達体ｄが収容されている。さらに、ドライブプレートｂにはハブフランジａ１との対向面側にトルク伝達体ｄが係脱可能に係合される係合凹部ｅが形成されている。
【０００５】
また、ハブフランジａ１に対してドライブプレートｂとは反対側に略リング状のスライドプレートｆが配設されている。このスライドプレートｆの上には略Ｌ字状断面で略リング状のカバー部材ｇが配設されている。そして、スライドプレートｆおよびハブフランジａ１はこのカバー部材ｇの内部に収容されている。
【０００６】
さらに、カバー部材ｇの上面には第１のばね座ｇ１が形成されている。また、ハブａの上端部外周面には雄ねじ状のねじ部ａ２が形成されている。このねじ部ａ２には略リング状のナット部材ｈのねじ穴部ｈ１が螺挿されている。さらに、ナット部材ｈの下面側には複数の第２のばね座ｈ２が形成されている。各第２のばね座ｈ２には圧縮コイルばねなどの付勢部材ｉの上端部が固定されている。各付勢部材ｉの下端部はカバー部材ｇの第１のばね座ｇ１に係止されている。
【０００７】
そして、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には付勢部材ｉからの付勢力（荷重）がカバー部材ｇおよびスライドプレートｆを介してトルク伝達体ｄに作用し、トルク伝達体ｄをドライブプレートｂの係合凹部ｅ側に係合させた状態で保持するようになっている。そのため、この状態では駆動源側の出力軸からハブａに伝達された駆動力はハブフランジａ１の各トルク伝達体ｄを介してドライブプレートｂに伝達され、被駆動装置の入力軸が駆動されるようになっている。
【０００８】
また、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には被駆動装置側がロックされて出力側のドライブプレートｂの回転が停止されることにより、付勢部材ｉからの付勢力に抗してトルク伝達体ｄがドライブプレートｂの係合凹部ｅから飛出し、動力を遮断するようになっている。
【０００９】
また、高速回転用の従来型のトルクリミターとして、２つの第２のトルク伝達体を設け、動力伝達状態ではばね部材からのバネ荷重を第２のトルク伝達体を介して第１のトルク伝達体に伝達し、過負荷が発生すると第２のトルク伝達体はスベリながら空転状態の位置まで移動する構成にしたものがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成の機械式トルクリミターでは過負荷によって作動してトルク伝達体ｄがドライブプレートｂの係合凹部ｅから飛出した後、ハブフランジａ１とドライブプレートｂとの間が回転する。そして、ドライブプレートｂの係合凹部ｅとハブフランジａ１のボール挿入孔ｃの位置が合うと付勢部材ｉからの押圧力でトルク伝達体ｄがドライブプレートｂの係合凹部ｅ内に挿入された状態に復帰する。これにより、ハブフランジａ１とドライブプレートｂとの間が一回転又はそれ以下の回転で自動的に復帰動作に入る自動復帰型になっている。
【００１１】
しかしながら、上記従来構成の機械式トルクリミターを例えば、高速回転用の回転軸に使用した場合には、過負荷発生時にモータが完全に停止するまでトルクリミターは作動と復帰を数回から数十回繰り返すことになる。そのため、トルクリミターの各摺動部分に摩耗が発生しやすくなるので、トルクリミターの耐久性が低くなる問題がある。
【００１２】
また、高速回転用の従来型のトルクリミターでは過負荷が発生すると第２のトルク伝達体はスベリながら空転状態の位置まで移動するので、この時、第２のトルク伝達体は、機械振動や潤滑の状態によりスベリ抵抗の変化を起こす為、過負荷時の作動トルク精度が良くない。
【００１３】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、過負荷発生時に被駆動装置側がロックされた際に駆動源側のモータなどが停止するまで自動的に復帰する動作を確実に止めることができ、空転状態を維持することにより、各摺動部分の摩耗を防止して耐久性の向上を図ることができ、過負荷時の作動トルク精度が高精度の高速回転用のトルクリミターを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、駆動源側の出力軸または被駆動装置の入力軸のいずれか一方に第１のプレート、他方に第２のプレートがそれぞれ連結され、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートが離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されるとともに、前記第１のプレートに周方向に沿って複数箇所に形成された挿入孔内にボール状のトルク伝達体が収容され、前記第２のプレートに前記トルク伝達体が係脱可能に係合される第１の係合凹部、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートとは反対側に前記駆動源側から前記被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には前記トルク伝達体を前記第１の係合凹部側に係合させた状態で保持する付勢力を発生する付勢手段がそれぞれ配設され、前記伝達トルクが前記設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には前記付勢力に抗して前記トルク伝達体が前記第１の係合凹部から抜け出ることを許容して前記トルク伝達体によるトルク伝達を遮断するトルクリミターにおいて、前記付勢手段と前記第１のプレートとの間に前記第１のプレートに対して相対的に移動可能に支持されたスライドプレートを配設し、このスライドプレートにおける前記第１のプレートとの対向面に前記トルク伝達の遮断時に前記第１の係合凹部から抜け出た前記トルク伝達体を収容して前記付勢手段の付勢力が前記トルク伝達体に作用することを防止する第２の係合凹部を形成するとともに、前記スライドプレートと前記第１のプレートとの間に前記トルク伝達の遮断時に前記トルク伝達体が前記第２の係合凹部に収容された後、前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制して前記トルク伝達体が前記係合凹部に係合される状態に復帰することを防止するトルク伝達復帰防止機構を設け、前記トルク伝達復帰防止機構は、前記トルク伝達体が配置されているピッチ円よりも内周側に周方向に沿って複数箇所に配置されたストラットボールと、これらのストラットボールを保持する保持体と、前記スライドプレートおよび前記第１のプレートにおける前記保持体との対向面にそれぞれ形成され、通常運転時には前記ストラットボールを収容状態で保持するポケット部とを具備し、前記トルク伝達の遮断時に前記ポケット部から抜け出した前記ストラットボールによって前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制するものであることを特徴とするトルクリミターである。
そして、本請求項１の発明では、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には付勢手段からの付勢力によってトルク伝達体を第１の係合凹部側に係合させた状態で保持する。このとき、トルク伝達復帰防止機構は非動作状態で保持される。また、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には付勢手段からの付勢力に抗してトルク伝達体が第１の係合凹部から抜け出ることにより、トルク伝達体によるトルク伝達を遮断する。このトルク伝達の遮断時には第１の係合凹部から抜け出たトルク伝達体を第２の係合凹部に収容して付勢手段の付勢力がトルク伝達体に作用することを防止する。さらに、このトルク伝達の遮断時にはトルク伝達体が第２の係合凹部に収容された後、トルク伝達復帰防止機構によってスライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制する。これにより、トルク伝達体に付勢手段の付勢力が作用することを防止してトルク伝達体が係合凹部に係合される状態に復帰することを防止する。さらに、通常運転時にはスライドプレートおよび第１のプレートのポケット部内にストラットボールを収容させた状態で保持し、トルク伝達の遮断時にポケット部から抜け出したストラットボールによってスライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制するようにしたものである。
【００１５】
請求項２の発明は、駆動源側の出力軸または被駆動装置の入力軸のいずれか一方に第１のプレート、他方に第２のプレートがそれぞれ連結され、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートが離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されるとともに、前記第１のプレートに周方向に沿って複数箇所に形成された挿入孔内にボール状のトルク伝達体が収容され、前記第２のプレートに前記トルク伝達体が係脱可能に係合される第１の係合凹部、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートとは反対側に前記駆動源側から前記被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には前記トルク伝達体を前記第１の係合凹部側に係合させた状態で保持する付勢力を発生する付勢手段がそれぞれ配設され、前記伝達トルクが前記設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には前記付勢力に抗して前記トルク伝達体が前記第１の係合凹部から抜け出ることを許容して前記トルク伝達体によるトルク伝達を遮断するトルクリミターにおいて、前記付勢手段と前記第１のプレートとの間に前記第１のプレートに対して相対的に移動可能に支持されたスライドプレートを配設し、このスライドプレートにおける前記第１のプレートとの対向面に前記トルク伝達の遮断時に前記第１の係合凹部から抜け出た前記トルク伝達体を収容して前記付勢手段の付勢力が前記トルク伝達体に作用することを防止する第２の係合凹部を形成するとともに、前記スライドプレートと前記第１のプレートとの間に前記トルク伝達の遮断時に前記トルク伝達体が前記第２の係合凹部に収容された後、前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制して前記トルク伝達体が前記係合凹部に係合される状態に復帰することを防止するトルク伝達復帰防止機構を設け、前記トルク伝達復帰防止機構は、前記トルク伝達体が配置されているピッチ円と同一のピッチ円上に沿って複数箇所に配置されたストラットボールと、これらのストラットボールを保持する保持体と、前記スライドプレートおよび前記第１のプレートにおける前記保持体との対向面にそれぞれ形成され、通常運転時には前記ストラットボールを収容状態で保持するポケット部とを具備し、前記トルク伝達の遮断時に前記ポケット部から抜け出した前記ストラットボールによって前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制するものであることを特徴とするトルクリミターである。
そして、本請求項２の発明では、トルク伝達体と同一のピッチ円上に配置されたストラットボールによってスライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図５（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図１は本実施の形態のトルクリミター１の概略構成を示すものである。このトルクリミター１には駆動源であるモータ又は減速機の出力軸にキーなどで連結されたハブ２が設けられている。このハブ２にはハブフランジ（第１のプレート）２ａが突設されている。さらに、このハブフランジ２ａにはドライブプレート（第２のプレート）３が離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されている。このドライブプレート３には図示しない被駆動装置の入力軸が連結されている。
【００１８】
また、ハブフランジ２ａには周方向に沿って複数箇所に必要個数、本実施の形態では３つのボール挿入孔４が形成されている。３つのボール挿入孔４はハブフランジ２ａの周方向に沿って等間隔に形成されている。各挿入孔４内にはトルク伝達用のボール（トルク伝達体）５が収容されている。さらに、ドライブプレート３にはハブフランジ２ａとの対向面側にトルク伝達用のボール５が係脱可能に係合される凹陥状の第１のポケット（第１の係合凹部）６が形成されている。
【００１９】
また、ハブフランジ２ａに対してドライブプレート３とは反対側に略リング状のスライドプレート７が配設されている。このスライドプレート７の上には略Ｌ字状断面で略リング状のカバー部材８が配設されている。そして、スライドプレート７およびハブフランジ２ａはこのカバー部材８の内部に収容されている。なお、スライドプレート７とカバー部材８との間にはベアリング９が介設されている。そして、このスライドプレート７はハブフランジ２ａに対して相対的にハブ２の軸回り方向に移動可能に支持されている。
【００２０】
さらに、カバー部材８の上面には第１のばね座８ａが形成されている。また、ハブ２の上端部外周面には雄ねじ状のねじ部２ｂが形成されている。このねじ部２ｂには略リング状のナット部材１０のねじ穴部１０ａが螺挿されている。さらに、ナット部材１０の下面側には周方向に沿って複数の第２のばね座１０ｂが形成されている。各第２のばね座１０ｂには圧縮コイルばね（付勢部材）１１の上端部が固定されている。各圧縮コイルばね１１の下端部はカバー部材８の第１のばね座８ａに係止されている。そして、各圧縮コイルばね１１によってトルクリミター１が作動して動力伝達を遮断する際の駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクの範囲が予め設定されるようになっている。
【００２１】
これにより、ボール５はスライドプレート７、ベアリング９を介して圧縮コイルばね１１の荷重を受けてドライブプレート３に押し付けられ、ドライブプレート３の第１のポケット６に各ボール５が収まるようになっている。そして、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時（動力伝達時）には圧縮コイルばね１１からの付勢力（荷重）がカバー部材８およびスライドプレート７、ベアリング９を順次介して各ボール５に作用し、各ボール５をドライブプレート３の第１のポケット６側に係合させた状態で保持するようになっている。そのため、この状態では駆動源側の出力軸からハブ２に伝達された駆動力はハブフランジ２ａの各ボール５を介してドライブプレート３に伝達され、被駆動装置の入力軸が駆動されるようになっている。
【００２２】
また、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には被駆動装置側がロックされて出力側のドライブプレート３の回転が停止されることにより、圧縮コイルばね１１からの付勢力に抗して各ボール５がドライブプレート３の第１のポケット６から飛出し、動力を遮断するようになっている。
【００２３】
また、スライドプレート７の下面（ハブフランジ２ａとの対向面）には図２に示すようにトルク伝達の遮断時に第１のポケット６から抜け出た各ボール５を収容して圧縮コイルばね１１の付勢力が各ボール５に作用することを防止する複数、本実施の形態では６個の第２のポケット（第２の係合凹部）１２が形成されている。なお、これらの第２のポケット１２はハブフランジ２ａの各ボール５と同一のピッチ円Ｐ１上に沿って配置されている。
【００２４】
ここで、６個の第２のポケット１２はハブフランジ２ａの１つのボール５毎に２個づつ設けられている。そして、通常運転時には図３（Ａ）に示すようにハブフランジ２ａの各ボール５はスライドプレート７の各第２のポケット１２に入っていない位置に配置されている。このとき、図３（Ｂ）に示すようにハブフランジ２ａの１つのボール５の両側に第２のポケット１２が１個づつ配置される状態で保持されるようになっている。
【００２５】
また、スライドプレート７とハブフランジ２ａとの間にはトルク伝達復帰防止機構１３が設けられている。このトルク伝達復帰防止機構１３には図２に示すようにトルク伝達用のボール５が配置されているピッチ円Ｐ１よりも内周側に周方向に沿って複数箇所、本実施の形態では６箇所に等間隔で配置された６個のストラットボール（第２のトルク伝達体）１４が設けられている。
【００２６】
さらに、ハブ２の周囲にはストラットボール１４を保持するリング状のケージプレート（保持体）１５が配置されている。このケージプレート１５には６つのボール挿入孔１６と、４つの長穴状のガイド孔１７とが形成されている。そして、各挿入孔１６内にストラットボール１４が収容されている。
【００２７】
なお、スライドプレート７の下面にはケージプレート１５を収容するリング状凹陥部１８が形成されている。さらに、このリング状凹陥部１８には図３（Ｂ）に示すようにケージプレート１５の各ガイド孔１７に挿入される４つのストップピン１９が突設されている。これら４つのストップピン１９は、スライドプレート７側に２本のストップピン１９ａ、ハブフランジ２ａ側に２本のストップピン１９ｂがそれぞれ突設されている。そして、作動時の、ハブ２とケージプレート１５間、およびスライドプレート７とケージプレート１５間の回転する際の動作範囲が規制されている。
【００２８】
また、スライドプレート７およびハブフランジ２ａにおけるケージプレート１５との対向面には通常運転時にはストラットボール１４を収容状態で保持するポケット部２０がそれぞれ形成されている。そして、通常運転時にはトルク伝達復帰防止機構１３は図３（Ａ）に示すようにストラットボール１４がスライドプレート７とハブフランジ２ａの各ポケット部２０に収容された状態で保持され、荷重を受けていない状態で保持されるようになっている。
【００２９】
また、過負荷発生時に図４（Ａ）に示すように各ボール５がドライブプレート３の第１のポケット６から飛出し、動力を遮断したトルク伝達の遮断時には本実施の形態のトルク伝達復帰防止機構１３は次の通り作動する。すなわち、トルクリミター１の作動直後はケージプレート８もスライドプレート７の動きに沿って動くので、ストラットボール１４はスライドプレート７とハブフランジ２ａのポケット部２０から飛び出す。このとき、ストラットボール１４はスライドプレート７とハブフランジ２ａの各ポケット部２０間に配置された状態で保持されるようになっている。
【００３０】
また、更にハブ２が回転を続け、ボール５とスライドプレート７の左右の第２のポケット１２のいずれか一方の位置が合うと圧縮コイルばね１１からの押圧荷重によりスライドプレート７はドライブプレート３の方向へ移動する。このとき、ハブフランジ２ａとスライドプレート７の間のストラットボール１４によって、スライドプレート７がストラットボール１４の直径と同寸法以上ドライブプレート３の方向に移動しないように規制されるようになっている。
【００３１】
この状態で、ボール５は図５（Ａ）に示すようにスライドプレート７の左右の第２のポケット１２のいずれか一方に完全に入り、圧縮コイルばね１１の圧力を受けなくなる。これにより、トルク伝達の遮断時に各ボール５が第２のポケット１２に収容された後、スライドプレート７が第１のポケット６の方向に移動する動作を規制して各ボール５が第１のポケット６に係合される状態に復帰することが防止されるようになっている。
【００３２】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態のトルクリミター１は駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には図３（Ａ）に示すように圧縮コイルばね１１からの付勢力によってトルク伝達用のボール５がドライブプレート３の第１のポケット６側に係合させた状態で保持される。この状態では駆動源側の出力軸からハブ２に伝達された駆動力はハブフランジ２ａの各ボール５を介してドライブプレート３に伝達され、被駆動装置の入力軸が駆動される。このとき、トルク伝達復帰防止機構１３のストラットボール１４はスライドプレート７とハブフランジ２ａの各ポケット部２０に収容された状態で保持され、荷重を受けていない非動作状態で保持される。
【００３３】
また、駆動源側から被駆動装置側への伝達トルクが設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には被駆動装置側がロックされて出力側のドライブプレート３の回転が停止される。これにより、圧縮コイルばね１１からの付勢力に抗して各ボール５がドライブプレート３の第１のポケット６から飛出し、動力が遮断される。
【００３４】
このトルク伝達の遮断時には本実施の形態のトルク伝達復帰防止機構１３は次の通り作動する。すなわち、トルクリミター１の作動直後はケージプレート８もスライドプレート７の動きに沿って動くので、ストラットボール１４はスライドプレート７とハブフランジ２ａのポケット部２０から飛び出す。このとき、ストラットボール１４はスライドプレート７とハブフランジ２ａの各ポケット部２０間に配置された状態で保持される。
【００３５】
この状態で、更にハブ２が回転を続け、ボール５とスライドプレート７の左右の第２のポケット１２のいずれか一方の位置が合うと圧縮コイルばね１１からの押圧荷重によりスライドプレート７はドライブプレート３の方向へ移動する。このとき、ハブフランジ２ａとスライドプレート７の間のストラットボール１４によって、スライドプレート７がストラットボール１４の直径と同寸法以上ドライブプレート３の方向に移動しないように規制される。
【００３６】
この状態で、ボール５は図５（Ａ）に示すようにスライドプレート７の左右の第２のポケット１２のいずれか一方に完全に入り、圧縮コイルばね１１の圧力を受けなくなる。これにより、トルク伝達の遮断時に各ボール５が第２のポケット１２に収容された後、スライドプレート７が第１のポケット６の方向に移動する動作が規制される。そのため、各ボール５に圧縮コイルばね１１の付勢力が作用することを防止することができるので、各ボール５が第１のポケット６に係合される状態に復帰することが防止される。
【００３７】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態のトルクリミター１ではスライドプレート７にトルク伝達の遮断時に第１のポケット６から抜け出たボール５を収容して圧縮コイルばね１１の付勢力がボール５に作用することを防止する第２のポケット１２を形成するとともに、スライドプレート７とハブフランジ２ａとの間にトルク伝達の遮断時にボール５が第２のポケット１２に収容された後、スライドプレート７がハブフランジ２ａの方向に移動する動作を規制してボール５が第１のポケット６に係合される状態への復帰を防止するトルク伝達復帰防止機構１３を設けている。そのため、過負荷発生時に被駆動装置側がロックされた際に従来の機構のようにハブ２が一回転又はそれ以下の回転状態で、ドライブプレート３の第１のポケット６とハブフランジ２ａのボール挿入孔４の位置が合った時点で圧縮コイルばね１１の圧力でボール５がドライブプレート３の第１のポケット６内に挿入された状態に自動的に復帰する動作を確実に止めることができ、空転状態を維持することができる。
【００３８】
したがって、本実施の形態の機械式トルクリミター１を例えば、高速回転用の回転軸に使用した場合であっても、過負荷発生時にモータが完全に停止するまで従来のようにトルクリミター１が作動と復帰を数回から数十回繰り返すことを防止することができるので、各摺動部分の摩耗を防止して耐久性の向上を図ることができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態ではスライドプレート７に第２のポケット１２を形成するとともに、スライドプレート７とハブフランジ２ａとの間にトルク伝達の遮断時にボール５が第２のポケット１２に収容された後、スライドプレート７がハブフランジ２ａの方向に移動する動作を規制してボール５が第１のポケット６に係合される状態への復帰を防止するトルク伝達復帰防止機構１３を設けているので、従来の自動復帰型トルクリミター１の作動トルク精度、復帰位置精度を維持したまま高速回転で使用することができる。
【００４０】
また、図６は本発明の第２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図５（Ａ），（Ｂ）参照）のトルクリミター１の構成を次の通り変更したものである。
【００４１】
すなわち、本実施の形態ではハブフランジ２ａのトルク伝達用の各ボール５と、トルク伝達復帰防止機構１３の各ストラットボール１４とを同一のピッチ円Ｐ１上に配置したものである。ここで、本実施の形態のスライドプレート７には内周部側に３つの切欠部３１が等間隔で形成されている。
【００４２】
各切欠部３１には略円弧状のケージプレート３２がそれぞれ配設されている。各ケージプレート３２には２つのボール挿入孔３３と、１つの長穴状のガイド孔３４とが形成されている。そして、各挿入孔３３内にストラットボール１４が収容されている。
【００４３】
なお、ハブ２には３つのケージプレート３２の各ガイド孔３４に挿入されるストップピン３５が突設されている。そして、ケージプレート３２の各ガイド孔３４に沿って各ストップピン３５が移動する動作範囲によってスライドプレート７の各切欠部３１に沿ってケージプレート３２が回動する際の動作範囲が規制されている。
【００４４】
そして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様にスライドプレート７とハブフランジ２ａとの間にトルク伝達の遮断時にボール５が第２のポケット１２に収容された後、スライドプレート７がハブフランジ２ａの方向に移動する動作を規制してボール５が第１のポケット６に係合される状態への復帰を防止するトルク伝達復帰防止機構１３が配設されているので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
また、図７は本発明の第３の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第２の実施の形態（図６参照）のトルクリミター１の構成を次の通り変更したものである。
【００４６】
すなわち、本実施の形態では第２の実施の形態のトルクリミター１の３つのケージプレート３２を一体部品化した一体部品４１を設けたものである。この場合でも第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、スライドプレートと第１のプレートとの間にトルク伝達復帰防止機構を設け、トルク伝達の遮断時にトルク伝達体が第２の係合凹部に収容された後、スライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制してトルク伝達体が係合凹部に係合される状態に復帰することを防止するようにしたので、過負荷発生時に被駆動装置側がロックされた際に駆動源側のモータなどが停止するまで自動的に復帰する動作を確実に止めることができ、空転状態を維持することにより、各摺動部分の摩耗を防止して耐久性の向上を図ることができ、かつ過負荷時の作動トルク精度が高精度となる。さらに、通常運転時にはスライドプレートおよび第１のプレートのポケット部内にストラットボールを収容させた状態で保持し、トルク伝達の遮断時にポケット部から抜け出したストラットボールによってスライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制することができる。
【００４９】
請求項２の発明によれば、トルク伝達体と同一のピッチ円上に配置されたストラットボールによってスライドプレートが第１のプレートの方向に移動する動作を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のトルクリミターの縦断面図。
【図２】第１の実施の形態のトルクリミターのスライドプレートとケージプレートとを示す平面図。
【図３】（Ａ）は第１の実施の形態のトルクリミターのトルク伝達状態を説明するために要部を展開して示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のトルク伝達状態における各ボールの位置を示す平面図。
【図４】（Ａ）は第１の実施の形態のトルクリミターの作動直後の状態を説明するために要部を展開して示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の作動状態における各ボールの位置を示す平面図。
【図５】（Ａ）は第１の実施の形態のトルクリミターのトルク伝達の遮断状態を説明するために要部を展開して示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のトルク伝達の遮断状態における各ボールの位置を示す平面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態のトルクリミターの要部構成を示す平面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態のトルクリミターの要部構成を示す平面図。
【図８】従来の機械式トルクリミターの縦断面図。
【符号の説明】
２ａ ハブフランジ（第１のプレート）
３ ドライブプレート（第２のプレート）
４ ボール挿入孔
５ ボール（トルク伝達体）
６ 第１のポケット（第１の係合凹部）
７ スライドプレート
１１ 圧縮コイルばね（付勢部材）
１２ 第２のポケット（第２の係合凹部）
１３ トルク伝達復帰防止機構
１４ ストラットボール（第２のトルク伝達体）
１５ ケージプレート（保持体）
１８ ポケット部
Claims (2)
- 駆動源側の出力軸または被駆動装置の入力軸のいずれか一方に第１のプレート、他方に第２のプレートがそれぞれ連結され、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートが離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されるとともに、
前記第１のプレートに周方向に沿って複数箇所に形成された挿入孔内にボール状のトルク伝達体が収容され、
前記第２のプレートに前記トルク伝達体が係脱可能に係合される第１の係合凹部、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートとは反対側に前記駆動源側から前記被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には前記トルク伝達体を前記第１の係合凹部側に係合させた状態で保持する付勢力を発生する付勢手段がそれぞれ配設され、
前記伝達トルクが前記設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には前記付勢力に抗して前記トルク伝達体が前記第１の係合凹部から抜け出ることを許容して前記トルク伝達体によるトルク伝達を遮断するトルクリミターにおいて、
前記付勢手段と前記第１のプレートとの間に前記第１のプレートに対して相対的に移動可能に支持されたスライドプレートを配設し、
このスライドプレートにおける前記第１のプレートとの対向面に前記トルク伝達の遮断時に前記第１の係合凹部から抜け出た前記トルク伝達体を収容して前記付勢手段の付勢力が前記トルク伝達体に作用することを防止する第２の係合凹部を形成するとともに、
前記スライドプレートと前記第１のプレートとの間に前記トルク伝達の遮断時に前記トルク伝達体が前記第２の係合凹部に収容された後、前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制して前記トルク伝達体が前記係合凹部に係合される状態に復帰することを防止するトルク伝達復帰防止機構を設け、
前記トルク伝達復帰防止機構は、前記トルク伝達体が配置されているピッチ円よりも内周側に周方向に沿って複数箇所に配置されたストラットボールと、
これらのストラットボールを保持する保持体と、
前記スライドプレートおよび前記第１のプレートにおける前記保持体との対向面にそれぞれ形成され、通常運転時には前記ストラットボールを収容状態で保持するポケット部とを具備し、
前記トルク伝達の遮断時に前記ポケット部から抜け出した前記ストラットボールによって前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制するものであることを特徴とするトルクリミター。 - 駆動源側の出力軸または被駆動装置の入力軸のいずれか一方に第１のプレート、他方に第２のプレートがそれぞれ連結され、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートが離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されるとともに、
前記第１のプレートに周方向に沿って複数箇所に形成された挿入孔内にボール状のトルク伝達体が収容され、
前記第２のプレートに前記トルク伝達体が係脱可能に係合される第１の係合凹部、前記第１のプレートに対して前記第２のプレートとは反対側に前記駆動源側から前記被駆動装置側への伝達トルクが予め設定された設定トルクの範囲内の通常運転時には前記トルク伝達体を前記第１の係合凹部側に係合させた状態で保持する付勢力を発生する付勢手段がそれぞれ配設され、
前記伝達トルクが前記設定トルクの範囲を越えた過負荷発生時には前記付勢力に抗して前記トルク伝達体が前記第１の係合凹部から抜け出ることを許容して前記トルク伝達体によるトルク伝達を遮断するトルクリミターにおいて、
前記付勢手段と前記第１のプレートとの間に前記第１のプレートに対して相対的に移動可能に支持されたスライドプレートを配設し、
このスライドプレートにおける前記第１のプレートとの対向面に前記トルク伝達の遮断 時に前記第１の係合凹部から抜け出た前記トルク伝達体を収容して前記付勢手段の付勢力が前記トルク伝達体に作用することを防止する第２の係合凹部を形成するとともに、
前記スライドプレートと前記第１のプレートとの間に前記トルク伝達の遮断時に前記トルク伝達体が前記第２の係合凹部に収容された後、前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制して前記トルク伝達体が前記係合凹部に係合される状態に復帰することを防止するトルク伝達復帰防止機構を設け、
前記トルク伝達復帰防止機構は、前記トルク伝達体が配置されているピッチ円と同一のピッチ円上に沿って複数箇所に配置されたストラットボールと、
これらのストラットボールを保持する保持体と、
前記スライドプレートおよび前記第１のプレートにおける前記保持体との対向面にそれぞれ形成され、通常運転時には前記ストラットボールを収容状態で保持するポケット部とを具備し、
前記トルク伝達の遮断時に前記ポケット部から抜け出した前記ストラットボールによって前記スライドプレートが前記第１のプレートの方向に移動する動作を規制するものであることを特徴とするトルクリミター。
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