JPH066760U - 自動復帰機能付トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、長い時間間隔で自動復帰するトル
クリミッタにおいて、係合子の保持器とクリープ発生部
分の速度差から生じる摩耗を抑制する。 【構成】 内輪１と外輪２の対向面に、円周面５と、多
角形の板ばね８から成るカム面９を形成し、内外輪１、
２の間に設けた保持器１１に、係合用のローラ１３を組
込む。保持器１１に締まり嵌めによって円環部材１４を
相対回転可能に連結し、円環部材１４と内輪１間に圧入
した転動体２１により、円環部材１４と外輪２に設けた
円環部１８を点又は線接触させる。トルク伝達の解放状
態では、円環部材１４と保持器１１が共回りして外輪に
対してクリープを起こし、係合状態に入る際円環部材と
保持器の間に回転差が生じると、両者が相対回転する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、自動復帰する機能を備えたトルクリミッタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

小型船舶のプロペラ推進機や冷凍機コンプレッサの液圧縮回路などにおいては 、従動側の過負荷に対して原動機側の動力伝達を切離し、従動側が正常状態に回 復した場合は、自動的に元の状態に復帰してトルク伝達を繰り返すトルクリミッ タが必要になる。

【０００３】 また、上記のトルクリミッタでは、原動機側が高速度で回転している状態で、 極めて短かい時間間隔で自動復帰が繰返されると、従動側に無理を強いることに なるため、所定の長い時間間隔をおいて自動復帰する機能が求められる。

【０００４】 従来、このような長い間隔をおいて自動復帰するトルクリミッタとして、本出 願人が先に特願平４−１１１２８１号により提案したものがある。

【０００５】 この提案のものは、図７に示すように、内輪１と外輪２の対向する面に、円筒 面５と、多角形の板ばね８から成るカム面９を形成し、内外輪１、２の間に設け た保持器１１のポケットに、円筒面５とカム面９の最小すきま部に係合するロー ラ１３を組込んでいる。

【０００６】 また、保持器１１と外輪１にそれぞれすき間をもって嵌合する円環部３０、１ ８を一体に設け、内輪１と保持器１１間に圧入した転動体２１により保持器１１ の円環部３０を径方向に変形させて、両円環部３０、１８を複数位置で接触させ ている。

【０００７】 上記の構造では、カム面９を形成する板ばね８が変形し、ローラ１３が係合位 置を通過すると、保持器１１が内輪１からの回転荷重により外輪２の円環部１８ に内接しながら転がり運動をし、そのクリープ現象によってローラ１３を低い速 度で次の係合位置まで移動させる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記の構造においては、トルク伝達が解放状態となり、保持器１１ が内接転がり運動をする場合、保持器１１の円環部３０のクリープ回転数Ｎｃは 、内輪１の回転数をＮとすると、図２に示す関係から次の式で表わされる。

【０００９】 Ｎｃ＝（δ／Ｄ）×｛（Ｄｐ−Ｄｗ）／（２×Ｄｐ）｝×Ｎ …… ここで、Ｄｐは転動体２１のピッチ円径、Ｄｗは転動体２１の直径である。

【００１０】 これに対して、ローラ１３が再度係合状態に入るときに、そのローラを保持す る保持器１１の回転数Ｎｒは、構造が転がり軸受と同じであるから、 Ｎｒ＝｛（Ｄｐｒ−Ｄｗｒ）／（２×Ｄｐｒ）｝×Ｎ …… となる。ここで、Ｄｐｒはローラ１３のピッチ円径、Ｄｗｒはローラ１３の直径 である。

【００１１】 このようにローラ１３が再び係合状態に入るときには、保持器１１のローラ保 持部分はＮｒの回転数で回転しようとし、円環部３０はＮｃの回転数で回転しよ うとする。その結果、両者の接触荷重の大きさのバランスによって保持器１１の 回転数が決定されることになるが、この場合、円環部３０のクリープ発生部分、 或いは内輪１とローラ１３の間に速度差によるすべりが生じ、それらの部分の摩 耗が早く進行しやすい不具合がある。

【００１２】 そこで、この考案は、保持器の形状に工夫を加えることにより、クリープ発生 部分や軌道輪の表面等に対する摩耗発生を未然に防止できるようにした構造を提 供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するため、この考案は、クリープを発生させる円環部を保持 器とは別体で形成し、その円環部と保持器を相対回転可能な締まり嵌めによって 連結したのである。

【００１４】

【作用】

上記の構造においては、係合子が係合状態に入る際に、係合子と共回りする保 持器とクリープを行なう円環部との間に速度差が生じると、両者が相対回転して 回転数の差を許容し、摩耗の発生を防止する。

【００１５】 一方、トルク伝達が解放状態にあるときは、保持器に負荷がかからないため、 連結部の締り嵌めによって保持器と円環部が共回りし、保持器がクリープ運動を する。

【００１６】

【実施例】

図１乃至図３は実施例のトルクリミッタを示す。図１及び図２に示すように、 内輪１と外輪２は、一端が軸受３と係合部材１７により、他端が軸受４と軸受箱 ２４を介して回転自在に支持され、その両軸受３、４の案内により同軸上に保持 されている。

【００１７】 内輪１の中央部の外径面は、円筒面５で形成され、その円筒面５に対向する外 輪２の内径面は、正八角形の多角面６で形成されている。この多角面６の各辺の 中央部には、所定長さのぬすみ７が形成され、外輪２の内側に、多角面６の内径 形状と同形状の角リング状板ばね８が嵌め込まれている。

【００１８】 この板ばね８は、分割された８個のバネ板８ａで形成されているが、その各バ ネ板８ａは、多角面６に対してわずかのすきまで又は締まり嵌め状態で組込まれ ており、その各バネ板８ａの両端が多角面６の各辺の両端に密着し、中央部がぬ すみ７に向かって変形する両端支持の撓みばりを形成している。

【００１９】 上記板ばね８の各辺の内径面は、内輪１の円筒面５との間でくさび形空間を形 成するカム面９となり、その各辺の中央部には円筒面５に向かう突起１０が形成 されており、その各カム面９の突起１０と円筒面５間の最小すきま部の寸法ａは 、後述するローラ１３の外径寸法Ｄｗｒよりもわずかに小さく設定されている。

【００２０】 また、上記板ばね８のカム面９と円筒面５の間には、環状の保持器１１が設け られ、その保持器１１の周面に、カム面９と対応して等間隔で多数のポケット１ ２が設けられ、その各ポケット１２に、係合子としてのローラ１３が組込まれて いる。

【００２１】 このローラ１３は、外径寸法Ｄｗｒが、カム面９と円筒面５間の最小すきま部 以外の間隙に対して小さく形成され、図１に示すように、最小すきま部の近傍で のみカム面９と円筒面５に係合するようになっている。

【００２２】 また、ローラ１３の外径寸法は、角リング状板ばね８がぬすみ７側に撓んだ時 に、板ばね８と円筒面５間にできる間隔よりも小さく設定され、その間隔をロー ラ１３が通過できるようになっている。

【００２３】 一方、上記保持１１の先端部は軸受３側に突出し、その突出部分１１ａに、内 外輪と同軸の円環部材１４が連結されている。この円環部材１４は、図４に示す ように、内径面に設けた凹部１５と上記突出部分１１ａの外径面に設けた凸部１ ６とを嵌合させて保持器１１に締まり嵌めされており、その嵌合によって円環部 材１４と保持器１１は、軸方向には移動不可であるが、回転方向には所定のトル クで相対回転できるように連結されている。

【００２４】 また、外輪２の先端部には、断面がＬ字形をした係合部材１７が一体に圧入さ れ、その係合部材１７に、上記円環部材１４の内側に嵌まり込む円環部１８が形 成されている。

【００２５】 上記円環部材１４と円環部１８は、わずかなすき間δを介して嵌合しており、 その嵌合すき間δは、円環部材１４の内径寸法と円環部１８の外径寸法の呼び径 寸法Ｄに対して数百分の１以下の値で設定されている。

【００２６】 また、円環部材１４の内径面と内輪１の外径面には、それぞれ対応して円周溝 １９、２０が形成され、その両溝１９、２０の間に、鋼球等から成る３個の転動 体２１が圧入されている。この各転動体２１は、保持器２２により円周方向に等 間隔（１２０度間隔）で配置され、円周溝１９、２０上の転がりによって円環部 材１４を内輪１に対して回転案内する。また、この転動体２１の圧入により、図 ３に示すように円環部材１４が各転動体２１を頂点として変形し、その変形部材 ２３で外輪２と一体の円環部１８に点接触又は線接触するようになっている。な お、上記転動体２１の数は、２個又は４個以上でもよい。

【００２７】 この実施例のトルクリミッタは上記のような構造で成り、内輪１を原動機側に 、外輪２を従動側にそれぞれ連結し、図５に示すように、内輪１の円筒面５と角 リング状板ばね８のカム面９にローラ１３が当接した状態で、外輪２を固定し、 内輪１を矢印の方向に回転すると、ローラ１３が円筒面５とカム面９に噛み込ん でクラッチが成立し、外輪２が内輪１と一体で回転する。

【００２８】 この状態から、外輪２に負荷するトルクが大きくなると、図６に示すように、 クラッチを構成している角リング状板ばね８のカム面９がぬすみ７側に撓み、ト ルクが一定値を越えると、ローラ１３が最小すきま部を通過し、カム面９の反対 側に放出されて、クラッチ機能を失なう。これにより、設定以上のトルクに対し ては、トルク伝達が解除され、過負荷を防止する安全装置として機能する。

【００２９】 放出されたローラ１３は、保持器１１によって周方向の動きが規制されるが、 保持器１１は締まり嵌めによって円環部材１４に連結し、その円環部材１４が外 輪２と一体の円環部１８に接触しているため、ローラ１３は内輪１の回転につら れて共回りしない。

【００３０】 上記のトルク伝達が解放された状態で原動機側が回転を続け、内輪１と外輪２ が相対回転すると、円環部材１４が円環部１８との接触によって、円環部１８の 外径を中心にして内接転がり運動をし、クリープを生じる。すなわち、円環部材 １４の内側を転動体２１が一周した時、円環部材１４と円環部１８は、嵌合すき 間δに円周率πを乗じた量πδだけ相対回転する。また、トルクの解放状態では ローラ１３と保持器１１に負荷が加わらないため、保持器１１は締まり嵌めの連 結によって円環部材１４と共回りし、クリープを伴なった運動を行なう。

【００３１】 上記のクリープの回転方向は、内接転がりのために内輪１の回転方向と同じで あり、円環部材１４と保持器１１は、前述した式で表わされるクリープ回転数 Ｎｃで回転する。

【００３２】 その場合、嵌合すき間δの値を前述のように呼び径Ｄの数百分の１以下の値で 設定してあるので、保持器１１は内輪１の回転数に対して著しく低い回転数で回 転し、ローラ１３を移動させることになる。このため、従動側（外輪）が異常事 態で停止した後、長い時間をおいてローラ１３が次の係合位置に到達することに なり、十分な時間的余裕をもった自動復帰のサイクルを繰り返すことができる。

【００３３】 一方、ローラ１３が再びカム面９と円筒面５の間に係合状態に入る場合、保持 器１１は前述した式で表わされる回転数Ｎｒで回転しようとするが、円環部材 １４が引き続きクリープ回転数Ｎｃで回転しようとするため、両者の間で回転数 の差が生じる。そして、この回転の差によって生じるトルクが、保持器１１と円 環部材１４間の締まり嵌め部分の接触圧力によって決定される円周方向の固定力 を上回った時点で、保持器１１と円環部材１４が相対回転し、両者間の回転数の 差を吸収する。このため、クリープを発生する円環部材１４と円環部１８の接触 部分、或いは、ローラ１３と内輪１との間にすべりがほとんど発生せず、それら の表面の摩耗発生が防止される。

【００３４】 なお、上記の実施例では、内輪１を駆動側に外輪２を従動側にしたが、逆に外 輪２を駆動側にして内輪１を従動側としても、上述と同じ作用を得ることができ る。

【００３５】

【効果】

以上のように、この考案は、クリープを発生させる円環部と係合子を案内する 保持器とを別体にし、円環部と保持器との間に所定の回転差が生じた場合両者を 相対回転させるように連結したので、係合状態に入る時の円環部と保持器の間の 回転差を許容することができ、クリープ発生部分や係合子等の摩耗を抑制できる 効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のトルクリミッタを示す縦断正面図

【図２】図１のII−II線に沿った断面図

【図３】図１のIII −III 線に沿った断面図

【図４】同上の保持器と円環部材の連結部を示す断面図

【図５】同上のクラッチ部分を拡大して示す断面図

【図６】図５の作動状態を示す断面図

【図７】従来例を示す断面図

【符号の説明】

１ 内輪 ２ 外輪 ５ 円筒面 ６ 多角面 ８ 板ばね ９ カム面 １１ 保持器 １２ ポケット １３ ローラ １４ 円環部材 １８ 円環部 ２１ 転動体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内外に嵌合する軌道輪の対向する面に、
   円筒面と多角形のカム面を形成し、その両軌道輪の間に
   組込んだ保持器のポケットに、上記円筒面とカム面の最
   小すきま部に係合する係合子を設けると共に、上記カム
   面の最小すきま部の表面を弾性材で形成し、従動側の軌
   道輪と保持器に関連させてそれぞれすき間をもって嵌合
   する円環部を設け、その保持器に関連する円環部を偏心
   させて上記両円環部を接触状態で転がり運動させる偏心
   付与手段を備えた自動復帰機能付トルクリミッタにおい
   て、上記保持器に関連する円環部を保持器とは別体で形
   成し、その円環部と保持器を相対回転可能な締まり嵌め
   によって連結したことを特徴とする自動復帰機能付トル
   クリミッタ。