JPH0614092Y2 - トルクリミッタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案はトルクリミッタに関し、原動軸と被駆動軸との
間のガタを除去しトルクの円滑な伝達を行ない得るよう
工夫したものである。

B.考案の概要 本考案は円筒状部材とこの円筒状部材に嵌入される円柱
状部材とを、凹部とこの凹部にバネ力により一部が嵌入
される鋼球とにより連結するようになっているトルクリ
ミッタにおいて、回転方向に関し相互に反対側に鋼球を
ずらし、一方の鋼球が凹部の一方の肩部に、また他方の
鋼球が凹部の他方の肩部に当接するようにしたものであ
る。

C.従来の技術 機械装置において動力を伝達する装置の破損を防止する
ためには、トルクリミッタが汎用され、伝達しようとす
るトルクが設定値以上になった場合に滑動して相手側へ
の過大なトルクの伝達を防止している。

従来技術に係るこの種のトルクリミッタを第６図及び第
７図に示す。両図に示すように、原動軸１の端面には、
軸方向に開口している円筒状部材２が固着されており、
また被駆動軸３の端面には、円筒状部材２に嵌入される
円柱状部材４が固着されている。このとき、円筒状部材
２には軸方向と直角な方向に穿設した孔で形成した凹部
２ａ，２ｂを有しており、また円柱状部材４には軸方向
と直角な方向に穿設された孔４ａを有している。孔４ａ
の中には、バネ５及びこのバネ５の両端に夫夫当接し径
方向外方に向かうバネ力を付与されている鋼球６ａ，６
ｂが配設されている。かくて、鋼球６ａ，６ｂは夫々の
一部が凹部２ａ，２ｂに嵌入されることにより原動軸１
と被駆動軸３とを連結している。このとき孔４ａの径Ｈ
＞鋼球６ａ，６ｂの径Ｄ＞凹部２ａ，２ｂの径Ｃの関係
が成立している。

かかるトルクリミッタによれば、通常のトルクの場合に
は、鋼球６ａ，６ｂの一部がバネ力により凹部２ａ，２
ｂに嵌入・押圧されることにより原動軸１と被駆動軸３
とを連結する。一方過大なトルクの場合には、鋼球６
ａ，６ｂがバネ力に抗して孔４ａの径方向内方に移動し
凹部２ａ，２ｂに対する嵌入が解除される。この結果、
このときの原動軸１若しくは被原動軸３の回転トルクは
相手側には伝達されない。

D.考案が解決しようとする問題点 上記トルクリミッタによれば、安定したトルク設定はで
きるが、鋼球６ａ，６ｂと孔４ａとの間の隙間に起因
し、この隙間が原動軸１と被駆動軸３との間の動力伝達
の際のバックラッシュとなってしまう。このことは、特
に原動軸１及び被駆動軸３がマスタ・スレーブマニピュ
レータのアーム等である場合不都合なものとなる。即
ち、この種の装置では、原動軸１の姿勢を正確に被駆動
軸３に伝達する必要があるが、前述の隙間により両者の
姿勢にズレを生起し、それ丈制御精度が阻害される。

本考案は、上記従来技術に鑑み、鋼球とこれを収納して
いる孔との間の隙間に起因する原動軸と被駆動軸との間
の回転方向に関するガタを除去し得るトルクリミッタを
提供することを目的とする。

E.問題点を解決するための手段 上記目的を達成する本考案の構成は、円筒状部材とこの
円筒状部材に嵌入される円柱状部材とを、凹部とこの凹
部にバネ力により一部が嵌入される鋼球とにより連結す
るようになっているトルクリミッタにおいて、回転方向
に関し相互に反対側に鋼球をずらし、一方の鋼球が凹部
の一方の肩部に、また他方の鋼球が凹部の他方の肩部に
当接するようにしたものである。

F.作用 上記構成の本考案によれば、一方向への回転に関して
は、回転方向に関する凹部の一方の肩部と一方の孔の他
方の肩部に隙間なく当接する一方の鋼球を介して、また
反対方向への回転に関しては、回転方向に関する凹部の
他方の肩部と他方の孔の一方の肩部に隙間なく当接する
他方の鋼球を介して夫々トルクが伝達される。

G.実施例 以下本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。な
お、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複する説
明は省略する。

第１図及びこの第１図のＢ−Ｂ線矢視図である第２図に
示すように、本実施例の円柱状部材４には孔４ａととも
に孔４ｂが形成してある。この孔４ｂは円柱状部材４の
径方向に関し僅かな角度θだけ傾斜しており、即ち孔４
ａに対して回転方向に関し偏位しており、その中にはバ
ネ７及びこのバネ７の両端に夫々当接し径方向外方に向
かうバネ力を付与されている鋼球８ａ，８ｂが配設され
ている。かくて、鋼球６ａは、凹部２ａの回転方向に関
する一方（第２図中右側）の肩部２ｃと孔４ａの他方
（第２図中左側）の肩部４ｃとに隙間なく当接してお
り、鋼球６ｂは、凹部２ｂの回転方向に関する他方の肩
部２ｄと孔４ａの一方の肩部４ｄとに隙間なく当接して
いる。一方、鋼球８ａは、鋼球６ａとは反対に、凹部２
ａの他方の肩部２ｅ（第２図中左側）と孔４ｂの一方の
肩部４ｅとに、また鋼球８ｂは、鋼球６ｂとは反対に、
凹部２ｂの一方の肩部２ｆ（第２図中右側）と孔４ｂの
他方の肩部４ｆとに夫々隙間なく当接している。即ち、
第２図において点対称となっている鋼球６ｂ，８ａに関
しては、第２図中の左側に、また鋼球６ａ，８ｂに関し
ては反対側に、隙間Ｇが集中している。

かかる本実施例においては、第２図中における時計方向
への回転の際には鋼球６ａ，６ｂを介してガタを生起す
ることなく一方のトルクが他方に伝達されるとともに、
反時計方向への回転の際には鋼球８ａ，８ｂを介して同
様に一方のトルクが他方に伝達される。即ち、何れの回
転方向に対しても原動軸１と被駆動軸３との間では、一
方を他方に精確に追随させて回転させることができる。

上記実施例と同様の作用は、第３図に示す実施例によっ
て得ることができる。同図に示すように、本実施例では
円柱状部材４の中心線に対し左右に同量だけ偏位させて
孔４ａ，４ｂを設けてある。即ち、孔４ａ，４ｂの中心
線はＥだけ離れている。

なお、実際には、第４図に示すように、一方の鋼球８ａ
が凹部２ａに入り込んだとき、他方の鋼球６ａが凹部２
ａの途中に入り込んだ状態としなければ、原動軸１と被
駆動軸３との間のバックラッシュを完全に除去すること
はできない。このようなことは、第４図中に二点鎖線で
示す鋼球８ａ，６ａが図面左方に移動して鋼球８ａが先
に凹部２ａに入り込み図中の実線の位置に定着するとき
に起きる。ところが、かかる状態では、凹部２ａの肩部
２ｅ，２ｃから鋼球８ａ，６ａが夫々受ける分力Ｊ，Ｋ
を比較すると、Ｊ＜Ｋとなり、この結果回転方向により
トルクが大幅に異なり好ましくない。

この点を改良したのが、第５図に示す実施例である。同
図に示すように、本実施例では凹部２ａ（凹部２ｂも同
様であるのでここでは凹部２ａについてのみ説明する）
の横断面形状が軸中心に向かって裾が広がる台形状とな
るよう加工した。

かかる実施例においては、第５図に示すように、鋼球８
ａ，６ａの凹部２ａに対する嵌入状態が多少異なっても
鋼球８ａ，６ａに作用する分力Ｌ，Ｍは等しくなる範囲
がある。このため、バックラッシュがない状態になるよ
う加工し易いと同時に、正、逆各回転方向のトルクの差
がなくなる。

なお、上記実施例では円筒状部材２を原動軸１に固着
し、円柱状部材４を被駆動軸３に固着したが、この関係
は逆でも良い。また、孔４ａ，４ｂは軸方向と直角な方
向としたが、これは軸方向と平行な方向に形成しても良
い。

H.考案の効果 以上実施例とともに具体的に説明したように、本考案に
よれば一方向への回転の際には一方の鋼球を介して、ま
た反対方向への回転の際には他方の鋼球を介してトルク
が伝達されるので、原動軸と被駆動軸間のバックラッシ
ュを除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す縦断面図、第２図
はそのＢ−Ｂ線断面図、第３図は本考案の第２の実施例
を示す横断面図、第４図は第１及び第２の実施例におけ
る鋼球と凹部の位置関係を示す説明図、第５図は本考案
の第３の実施例を示す説明図、第６図は従来技術を示す
縦断面図、第７図はそのＡ−Ａ線断面図である。 図面中、 １は原動軸、 ２は円筒状部材、 ２ａ，２ｂは凹部、 ３は被駆動軸、 ４は円柱状部材、 ４ａ，４ｂは孔、 ５，７はバネ、 ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂは鋼球である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】原動軸若しくは被駆動軸の端部に一体的に
   固着されて軸方向に開口している円筒状部材と、 被駆動軸若しくは原動軸の端部に一体的に固着されて円
   筒状部材に嵌入されている円柱状部材と、 回転方向に関し、相互に反対方向にずらして円柱状部材
   若しくは円筒状部材に径方向に亘り形成した少なくとも
   １組の複数個の孔と、 円筒状部材若しくは円柱状部材に前記孔とそれぞれ相対
   向するように形成した少なくとも１個の凹部と、 前記孔の一方に収納され、バネにより前記凹部に向かう
   バネ力を付与されるとともに回転方向に関する凹部の一
   方の肩部に当接する第１の鋼球と、 前記孔の他方に収納され、バネにより前記凹部に向かう
   バネ力を付与されるとともに回転方向に関する凹部の他
   方の肩部に当接する第２の鋼球とを有することを特徴と
   するトルクリミッタ。