JPH0665893B2 - 過負荷防止クラッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、過負荷において確実に切断できかつ過負荷以
下において主動側回転を回転速度を変化させることなく
一定に従動側へ伝達するとともに連結部分の摩耗を防止
し、寿命を延命化しうる過負荷防止クラッチに関する。

〔背景技術〕

従来トルクリミッター等に用いられるクラッチとして
は、例えば、摩擦板を有する第１、第２の回転体を適宜
のバネ手段により押圧し、互いに圧接する第１、第２の
回転体間の摩擦力により両者を連結することによって主
動側回転を従動側へ伝達するものの他、永久磁石を有す
る第１の回転体と磁性材からなる吸着板を有する第２の
回転体とを永久磁石の吸着力により連結するもの等が提
案され、前記摩擦力又は吸着力をこえる過負荷が作用し
たとき、前記摩擦板間及び永久磁石、吸着板間をスリッ
プさせることによって伝達トルクを規制し、主動側駆動
源への損傷を防止している。しかしこれらのものは、い
ずれも過負荷時、スリップを生じさせるため、摩擦板、
永久磁石、吸着板等に摩耗が生じ、該摩耗により伝達ト
ルクに経時変化を生じさせるとともにクラッチを短命化
させるという問題点があった。さらに、これらのもの
は、連結、切断が不明確であり主動側回転を回転速度を
変化させることなく、安定して従動側へ伝達しえないと
いう欠点もあった。

又これらの問題点を解決するものとして、第９図に示す
ように、向き合いうる係合穴Ｐ点を有する第１の回転体
Ｑ、第２の回転体Ｒを用い、該第１の回転体Ｑ、第２の
回転体Ｒとを間隔を隔てかつ前記向き合う係合穴Ｐ、Ｐ
間に係止球体Ｓを介在させるものも提案されている。し
かしこのものは、バネ片Ｔの押し付力の割に伝達トルク
が小さく、又伝達トルクを大きくすることによりクラッ
チが大型化するという問題点がある他、クラッチの空転
時バネ片Ｔの押し付け力により係止球体Ｓと第１の回転
体Ｑ又は第２の回転体Ｒの表面とに摩耗が生じる、さら
に係止球体は、複数個必要であると言う欠点もあった。

〔発明の目的〕

本発明は、小型軽量かつ大きな伝達トルクを有する磁石
型クラッチに着目し、永久磁石を具える第１の回転体に
設ける係止凹部と磁性材からなる第２の回転体に設ける
係合部とにより形成する空間に係止球体を挿入すること
を基本として、前記問題点を解決しうる過負荷防止クラ
ッチの提供を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

以下本発明の一実施例が、仏壇２に設ける扉体３を開閉
させる駆動装置５に用いられる場合を例にとり、図面に
基づき説明する。

図において、過負荷防止クラッチ１は基体９の周壁７内
に永久磁石１０を設けるとともに周壁の端面１１に係止
凹部１２を形成した第１の回転体１３と、該第１の回転
体１３を遊嵌しうる囲壁１６を具える基体１７の底板１
５に係合部１９を凹設した第２の回転体２０と、前記係
止凹部１２と係合部１９とにより形成される空間Ｈに挿
入される係止球体２１とを具けており、本例では電動機
Ｍに連係し、仏壇２の扉体３を被動する。

仏壇２は、本例では内部に厨子Ｂを納装する本体部Ａの
上下面に、夫々上履箱Ｃ、下履箱Ｄが嵌着され、又前記
厨子Ｂには、その前面に内折り自在な一対の扉体３、３
と、扉体３と背板２３との間に互いに逆に横方向に往復
動しうる一対の履板２５、２５とが取付く。

本体部Ａは、上板３１、下板３２間に背板２３と側板３
３、３３とを配した箱状体の前面両側に、両開き状に手
開きしうる外の扉体３４を枢支する。

又前記厨子Ｂは、その上下に、前記上板３１、下板３２
の約半分長さ程度の奥行きを有しかつ前縁両端を円弧と
した突起部３７、３７を設けた天井板３５と底板３６と
を具える。

又底板３６と下板３２との間に、下壁３９を架け渡し、
かつ天井板３５に上端が上板３１、天井板３５とにより
囲まれる機械室４１を形設する。又天井板３５と底板３
６との間には、その側部に前柱片４３と後柱片４５とを
間隙を隔てて架け渡すとともに、該前柱片４３の前縁に
前記扉体３を枢着する。

扉体３は、第４図に示すように、前記前柱片４３前縁の
支持点Ｋ１で枢支される内扉片４９と、その外縁で螺着
される外扉片４７とを具え、又外扉片４７には内扉片４
９に向かってのびるアーム５１を固定し、その突出端は
レバー５２を枢着点Ｋ２で枢支する。

又レバー５２の他端には、天井板３５を垂直に貫通しか
つその中心の枢着点Ｋ３廻りでレバー５２を水平に回動
する支軸５３が取付く。

従って、支軸５３によりレバー５２を回動することによ
り、アーム５１を介して外扉片４７を作動し、扉片３を
閉扉、開扉状態Ｙ１、Ｙ２間で開閉動作しうる。なお前
記支軸５３は、前記機械室４１に収納する駆動装置５に
連係し、前記回動動作を行なう。

駆動装置５は第２図に示すように、本例では、電動機Ｍ
の出力軸５４に取付く過負荷防止クラッチ１と、該過負
荷防止クラッチ１に連結される二列の鎖車５５と、前記
支軸５３、５３に固着される鎖車５６、５７と、鎖車５
５、５６間及び鎖車５５、５７間に巻装されるチエーン
５９Ａ、５９Ｂとからなり、電動機Ｍは、その前面に取
付く略Ｌ字枠６１により、又支軸５３はコ字枠６２によ
り、夫々天井板３５に、突起部３７に沿って横方向に配
した固定金具６３上で支持される。

過負荷防止クラッチ１は、第３図(a)に示すように、電
動機Ｍの出力軸５４に固定する第１の回転体１３と、該
第１の回転体１３に吸着される第２の回転体２０と、第
１、２の回転板１３、２０間に挿入される係止球体２１
とを具える。

第１の回転体１３は、本例では、前記出力軸５４を挿入
する挿入孔６５を有する保持部６６を設けた円板状基板
６と、該基板６の周囲に前記保持部６６とは逆方向に突
設されかつ円形な外周面を有する円筒状の周壁７とから
なる基体９を具え、該基体９には、前記周壁７の内孔６
７に、周壁７の端面１１とは略面一状に永久磁石１０を
埋着している。なお前記周壁７は、その円筒中心を前記
挿入孔６５中心、即ち出力軸６４を挿入しかつビス止め
等により一体連結することによって回転する基板６の回
転中心と同芯に配されるとともに、第１の回転体１３に
は、第２の回転体２０が吸着する。

第２の回転体２０は、磁性材からなり前記永久磁石１０
の吸着力により端面１１と密着する底板１５と、該底板
１５の周囲に突出し、前記周壁７の外周を小間隙を隔て
て遊嵌する円筒状囲壁１６とからなる基板１７を具え、
本例では、底板１５に、前記鎖車５５、５６を固着する
回転軸７１が前記回転中心と同芯に突出する。

従って、端面１１と略面一状に埋着される永久磁石１０
と、底板１５とが永久磁石１０の磁力により互いに吸着
することによって、過負荷クラッチ１は、出力軸５４の
回転を回転軸７１へ伝達しうる。

なお第２の回転体２０は、囲壁１６により周壁７外周面
を遊嵌しうるため、第１の回転体１３は囲壁１６によっ
て第２の回転体２０に同心に保持され、その結果、回転
軸７１は出力軸５４と同芯に保持される。

又前記端面１１及び底板１５の夫々向き合う面には、前
記回転中心と等距離離れた位置に、円錐状の小孔からな
る係止凹部１２と係合部１９とが夫々凹設されるととも
に、係止凹部１２と係合部１９とにより形成される空間
Ｈには、非磁性材からなりかつ該空間Ｈの最大値径ｄ１
よりも直径の小なる係止球体２１が挿入される。

なお空間Ｈの最大直径ｄ１とは、本願では第５図(a)に
示すように端面１１と底板１５とが密着する状態におい
て、空間Ｈに収容されうる球体の最大直径を意味する。

又係止球体２１は第５図(b)に示すように、係止凹部１
２及び係合部１９のいずれか一方のみによって形成され
る円錐状小空間Ｊの最大直径ｄ２すなわち該小空間Ｊに
収容されうる球体の最大直径を超える直径を有する。

従って、係止凹部１２と係合部１９とが向き合う場合に
は、係止球体２１は前記空間Ｈ内に完全に収容でき、端
面１１と底板１５とが密着することにより、第１の回転
体１３と第２の回転体２０とは吸着連結しうる。

又係止凹部１２と係合部１９との位相がずれる場合に
は、係止球体２１周面の一部が小空間Ｊからはみ出すこ
とにより、端面１１と底板１５とを離間し、その結果、
前記吸着力は切断され、第１の回転体１３と第２の回転
体２０とは係止凹部１２と係合部１９とが新たに向き合
う位置まで、すなわち本例では一周する間略無負荷状態
で空回転しうる。

なお前記吸着力及び係止凹部１２と係合部１９との形状
により決定される過負荷防止クラッチ１の伝達トルク
は、本例では、前記扉体３の開閉に必要な負荷トルク以
上にかつ電動機Ｍ内部負荷トルク及び違和感なく扉体３
を手開きするのに必要な作動トルク以下に設定される。
なお前記吸着力は、永久磁石１０の着磁力、着磁面積、
着磁面の表面状態により適宜に変化可能であり、又係止
凹部１２、係合部１９は、第６図(a)〜(b)に示す如く、
夫々の開口径を違える他、平行穴に形成するのもよい。

なお過負荷防止クラッチ１は、本例では係止凹部１２及
び／又は係合部１９に、例えばモリブデングリス等の比
較的高粘度の潤滑材が塗付され、係止球体２１と端面１
１又は底板１５との摩耗を防止するとともに、その粘度
により係止球体２１を保持し、係止球体２１が小空間Ｊ
から脱れ落ちるのを防止する。

又過負荷防止クラッチ１には、前記保持部６６に半径方
向外側に延びる突片７２が設けられ、前記Ｌ字枠６１の
立片に取付くリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２を作動す
る。なおリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２は、電動機Ｍ
と連係し、突片７２がリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２
と接する迄の間、すなわち本例では扉体３が閉扉、開扉
状態Ｙ１、Ｙ２に開閉する迄の間電動機Ｍを回転させ
る。なおチエーン５９Ａは他方のチエーン５９Ｂに対し
て１８０°のねじりを与えることによりチエーン５９
Ａ、５９Ｂは支軸５３、５３を夫々反対方向に回動でき
扉体３、３を同時に開き方向、閉じ方向に作動するとと
もに、リミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２の取付位置すな
わち出力軸５４の回転可能角度及び各鎖車間の歯数比を
変えることにより、前記扉体３の開放角度を好みに応じ
て設定しうる。

前記履板２５、２５は、矩形板体であり、その上縁に立
設する支持軸に設ける案内ローラ７６が、天井３５に取
付くガイド７７に設けられかつ背板２３に沿って延びる
案内溝７９に遊嵌されることによって、履板２５は、背
板２３に沿って横方向に往復動でき、又履板２５は適宜
の往復手段８０によって駆動する。

往復手段８０は、例えば、第２図に示すように、前記ガ
イド７７の略中央上方にのびるコ字枠８１の上部片に取
付く電動機ｍの出力軸に、二列の鎖車８２を設け、該鎖
車８２とガイド７７の両端で枢支する鎖車８３、８３と
に無端連紐８５、８５を巻装するとともに、該無端連紐
８５、８５の一方の走行線８５Ａ、８５Ｂに履板２５上
縁に立設する取付軸８６を連結する。

従って、走行線８５Ａ、８５Ｂは電動機ｍの駆動により
互いに逆方向に向かって走行でき、履板２５、２５を往
復動しうる。

〔作用〕

然して、外の扉体３４を手開きした後、スイッチ操作に
より電動機Ｍを駆動する。該電動機Ｍは、前記のごと
く、第１の回転体１３を突片７２がリミットスイッチＬ
Ｓ１、ＬＳ２と当接するまでの間回転させ、負荷トルク
が前記伝達トルクの範囲手において、第２の回転体２０
は永久磁石１０の吸着力により第１の回転体１３と一体
に連結でき、鎖車５５、チエーン５９Ａ、５９Ｂ、鎖車
５６、５７を介し支軸５３、５３を夫々反対方向に回動
させることにより、扉体３を閉扉状態Ｙ１から開扉状態
Ｙ２までの間を開閉させる。

なお該開閉動作は、第１の回転体１３と第２の回転体２
０とが一体に吸着連結するため、一定速度で行なわれ
る。

又負荷トルクが伝達トルクを越える場合には，係止球体
２１が端面１１と底板１５とを離間させ、永久磁石１０
の底板１５との吸着力を切断するため、第１の回転体１
３は略無負荷状態で空回転でき、電動機Ｍの焼損を防止
しうる。

なお過負荷防止クラッチ１は、該切断時において、吸着
面すなわち底板１５と永久磁石１０及び端面１１とは離
間するため、吸着面が摩耗することなく空回転でき、過
負荷防止クラッチ１の寿命を延命化しうるとともに、伝
達トルクの経時変化を防止しうる。

さらに扉体３をスイッチ操作することなく主動により開
閉する際にも、過負荷防止クラッチ１は電動機Ｍの出力
軸５４を回転させることなく空回転でき、手動による扉
体３の開閉操作を容易とする。

なお例えば閉扉、開扉状態Ｙ１、Ｙ２で扉体３と当接し
うるストッパー片を仏壇２に設け、さらに出力軸５４が
オーバーラインしうる如くリミットスイッチＬＳ１、Ｌ
Ｓ２を調整するとにより、電動機Ｍの停止時の過負荷防
止クラッチ１を切断し、手動による扉体３の開閉操作の
初期力を低減するのもよい。

又本例のごとく、過負荷防止クラッチ１が１組の係止凹
部１２、係合部１９及び係止球体２１のみ具える場合に
は、第１の回転体１３と第２の回転体２０とは常時、同
位相で連結でき、従って本例のごとく例えば手動による
扉体３の半開放状態においてスイッチを作動させた場
合、電動機Ｍは突片７２が一方のリミットスイッチＬＳ
１又はＬＳ２に当接する位置から他方に向かって回動
し、該回動途中において、係止球体２１が空所Ｈ内に収
容されることにより第１の回転体１３と第２の回転体２
０とが連結される。さらに電動機Ｍは、該連結以後突片
７２が他方のリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２に当接す
るまでの残りの回転角度分、扉体３を閉扉状態Ｙ１又は
開扉状態Ｙ２まで移動でき、次のスイッチ操作によって
正規の状態からの始動を可能とする。従って過負荷防止
クラッチ１は、手動側すなわち第１の回転体１３側によ
って従動側すなわち第２の回転体２０側の回転角度を制
御しうる。又複数組の係止凹部１２、係合部１９及び係
止球体２１を具える場合には、従動側にリミットスイッ
チＬＳ１、ＬＳ２を配設する。なお第２の回転体２０に
電動機Ｍを、又第１の回転体１３に鎖車５５を配するの
もよい。

なお過負荷防止クラッチ１は、本例では非磁性材からな
る係止球体２１を具えかつ第７図に示すように、係止凹
部１７の開口端と囲壁１６内周との距離ｒ１を係止球体
２１の半径長さｒ２よりも小に設定することにより、過
負荷防止クラッチ１の切断時に、例えば振動、外力等が
作用し小空間Ｊから係止球体２１が脱け落ちた場合、該
係止球体２１が永久磁石１０に吸着されるのを防止で
き、しかも第１の回転体１３と第２の回転体２０とを適
宜のバネ手段を介して押圧することによって、脱け落ち
た係止球体２１が小空間Ｊ又は空間Ｈ内に再操着するの
を可能とする。

又過負荷防止クラッチ１は第８図(a)に示すように、永
久磁石１０を端面１１から控えて埋着し、かつ底板１５
に永久磁石１０と吸着する吸着部８９を突設してもよ
く、又第８図(b)に示すように、永久磁石１０を端面１
１から突出させかつ底板１５に吸着部９０を凹設するこ
とも、又第８図(c)に示すように、端面１１及び／又は
底辺１５に、係止凹部１２又は係合部１９を通る案内溝
９１を設けることも可能である。

〔発明の効果〕

叙上の如く、本発明の過負荷防止クラッチは、永久磁石
１０を具える第１の回転体１３に設ける係止凹部と、磁
性材からなる第２の回転体２０に凹設する係合部とによ
り形成される空間に、係止球体２１を挿入するため、負
荷が伝達トルク範囲内においては、第１の回転体と第２
の回転体とを永久磁石の吸着力によって一体連結でき、
主動側回転を、回転速度を変化させることなく安定して
従動側へ伝達しうる。又過負荷が作用したときには、永
久磁石と底板との離間により吸着力を切断でき、第１の
回転体と第２の回転体とを摩擦することなくかつ略無負
荷状態で空回転でき、伝達トルクの経時変化を防止する
とともにクラッチの寿命を延命化しうる。

又過負荷防止クラッチは、永久磁石の吸着力により連結
するため、構成簡易にかつ小型軽量化でき、さらには、
伝達トルクを大きく設定しうる。又過負荷防止クラッチ
は、一組の係止凹部、係合部及び係止球体を設けるとき
には、第１の回転体と第２の回転体とを常に同位相で連
結でき、その回転角度を容易に制御しうるなど多くの効
果を奏しうる。さらに係止球体を非磁性体とすることに
よって過負荷防止クラッチの切断時に、万一空間から係
止球体が抜け落ちた場合にも、その係止球体が永久磁石
に吸着されるのを防止でき、従って係止球体が永久磁石
に吸着され、永久磁石面で係止球体が接触しつつクラッ
チが空転する危険を排除でき、永久磁石の破損を防止す
る他、組立てに際しても係止球体の永久磁石への吸着が
防止され、組立て作業が容易となる。又囲壁を設けると
いう簡易な構造によって第１、第２の回転体を同心に保
持するとともに係止球体の外部への脱落を防ぎ、取扱性
を高める。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を用いた仏壇を示す斜視図、
第２図はその駆動装置を示す斜視図、第３図(a)は本発
明の一実施例を示す略切断図、第３図(b)はその空間を
示す拡大断面図、第４図は扉体の動作を示す作用図、第
５図(a)は空間の最大直径を示す略線図、第５図(b)は小
空間の最大直径を示す略線図、第６図(a)〜(b)は係止凹
部及び係合部の他の実施例を示す拡大断面図、第７図は
係止凹部の作用を示す略線図、第８図(a)〜(c)は本発明
の他の実施例を示す断面図及び斜視図、第９図は従来技
術を示す略断面図である。 ６……基板、７……周壁、９……基体、 １０……永久磁石、１１……端面、 １２……係止凹部、１３……第１の回転体、 １５……底板、１６……囲壁、１７……基体、 １９……係合部、２０……第２の回転体、 ２１……係止球体、 ｄ１……最大直径、Ｈ……空間。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−31348（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−129926（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭33−4203（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の周囲に該基板の回転中心と同心な円
   形の外周面を有する周壁を設けた基体の前記周壁内に永
   久磁石を設けるとともに前記周壁の端面に係止凹部を形
   成した第１の回転体と、磁性材からなりかつ前記周壁の
   端面が密着しうる底板の周囲に前記第１の回転体を遊嵌
   し該第１の回転体を同心に保持する囲壁を具える基体の
   前記底板に前記係止凹部と向き合いうる係合部を凹設し
   た第２の回転体と、非磁性材で形成されるとともに前記
   係止凹部と係合部とにより形成される空間に挿入されか
   つ該空間の最大直径よりも直径の小なる係止球体とを具
   えてなる過負荷防止クラッチ。