JPH07310767A - 両方向トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 両方向の回転に対してトルクリミット機能を
有する、低コストの両方向トルクリミッタを提供する。 【構成】 内筒１の外側に回動自在に外筒２を設け、上
記両筒間に右巻きの第１コイルばね９及び左巻きの第２
コイルばね１０を設ける。第１コイルばね９を内筒１に
設けられたばね収納筒８の内径面８ａに圧接し、第２コ
イルばね１０を外筒２の内径面２ａに圧接して、コイル
ばね９、１０の内端から軸方向に延びる係合軸１１、１
２を両コイルばね９、１０と内筒１との間に設けたトル
ク伝達軸１３に連結する。内筒１または外筒２の一方を
任意の一方向に回転させ、他方に負荷を作用させると、
一対のコイルばね９、１０のうち一方が拡径し、他方が
縮径する。両コイルばね９、１０とそれに対応する内径
面との接触圧が変化し、両方向のトルクを負荷の大きさ
に応じて伝達または遮断することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トルクの伝達及び遮
断に用いられる両方向トルクリミッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より使用されているトルクリミッタ
の一例を図３に示す。内筒２０の外側には回動自在に外
筒２１が設けられ、その両筒間には左巻きのコイルばね
２２が設けられている。コイルばね２２は小径部２２ａ
と大径部２２ｂとを有する。小径部２２ａは所定の締め
代をもって内筒２０の外径面２０ａに圧接され、大径部
２２ｂと外径面２０ａとの間には、小径部２２ａの拡径
に伴い大径部２２ｂが縮径しても、大径部２２ｂと外径
面２０ａとが接触しないよう十分な間隔が設けられてい
る。コイルばね２２の小径部２２ａ側の端部には係合軸
２３が設けられ、大径部２２ｂ側の端部には係合軸２４
が設けられている。一方の係合軸２３は外筒２１の閉塞
端部２５に連結され、他方の係合軸２４は外筒２１の開
口端部２６に嵌合された蓋２７に連結されている。

【０００３】上記トルクリミッタにおいて、内筒２０と
外筒２１との間で伝達可能な最大のトルク値（以下、リ
ミット値という）は、小径部２２ａと外径面２０ａとの
接触圧によって決定される。

【０００４】いま、内筒２０を図３の矢印方向から見て
左回転させると、コイルばね２２の小径部２２ａは拡径
しようとする。

【０００５】小径部２２ａは外径面２０ａに圧接されて
いるので、外筒２１に作用する負荷がリミット値以下の
場合は、小径部２２ａと外径面２０ａとの接触が保た
れ、内筒２０に作用するトルクはコイルばね２２を介し
て外筒２１に伝達される。

【０００６】外筒２１に作用する負荷がリミット値より
大きい場合には、小径部２２ａの拡径が大きくなり、小
径部２２ａと外径面２０ａとの間に滑りが生じ、トルク
は遮断される。

【０００７】一方、内筒２０を図３の矢印方向から見て
右回転させると、コイルばね２２の小径部２２ａは縮径
しようとし、小径部２２ａと外径面２０ａとの接触圧が
高まるので、コイルばね２２と内筒２０とはロック状態
となり、外筒２１は内筒２０と共に回転する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなコイルば
ねを利用したトルクリミッタは、比較的構造が簡単で、
低コストで製作することができるが、一方向の回転に対
してのみトルクリミッタとして機能する一方向トルクリ
ミッタであるため、両方向の回転に対して、負荷の大き
さに応じてトルクを伝達・遮断することができなかっ
た。

【０００９】そこで、この発明の課題は、両方向の回転
に対してトルクリミット機能を有する、低コストの両方
向トルクリミッタを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明のトルクリミッタは、ばね収納筒を有する
内筒と、その内筒の外側に回動自在に設けた外筒と、前
記ばね収納筒の内径面に圧接された第１コイルばねと、
前記外筒の内径面に圧接され、第１コイルばねとは逆巻
きの第２コイルばねと、前記両コイルばねと内筒との間
に設けられた筒状のトルク伝達軸とから成り、前記トル
ク伝達軸に両コイルばねのそれぞれ内端から軸方向に延
びる係合軸が連結された構成を採用したのである。

【００１１】

【作用】内筒または外筒の一方を駆動筒とし、他方を被
駆動筒として駆動筒を任意の一方向に回転させると、第
１コイルばねと第２コイルばねのうちの一方が拡径しよ
うとし、他方が縮径しようとする。

【００１２】各コイルばねはそれぞれ対応する内径面に
圧接されているので、被駆動筒に作用する負荷がリミッ
ト値より小さければ、縮径しようとするコイルばねと内
径面との接触が保たれ、駆動筒のトルクはトルク伝達軸
を介して被駆動筒へ伝達される。

【００１３】被駆動筒に作用する負荷がリミット値より
大きければ、コイルばねの縮径が大きくなり、コイルば
ねと内径面との間に滑りが生じ、トルクは遮断される。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１５】図１乃び図２に示すように、内筒１の外側
には外筒２が設けられている。この外筒２の開口端部３
には蓋４が嵌合されており、蓋４には挿通孔５が形成さ
れている。外筒２の閉塞端部６には内筒挿入孔７が設け
られており、前記内筒１の一端部がこの内筒挿入孔７に
挿入され、他端部が挿通孔５に挿通されることにより、
内筒１と外筒２とは相対的に回転自在に支持されてい
る。

【００１６】前記外筒２の内部において、内筒１の端部
外側にばね収納筒８が設けられている。このばね収納筒
８の内径面８ａには右巻きの第１コイルばね９が圧接さ
れ、外筒２の内径面２ａには左巻きの第２コイルばね１
０が圧接されている。これらのコイルばね９、１０に
は、それぞれ内端から軸方向に延びる係合軸１１、１２
が設けられている。

【００１７】前記両コイルばね９、１０と内筒１との間
には、筒状のトルク伝達軸１３が設けられている。トル
ク伝達軸１３には、両端から軸方向に延びる一対の切欠
部１４、１５が形成され、各切欠部１４、１５の端面に
は、それぞれ軸方向に延びる係合孔１６、１７が設けら
れている。この各係合孔１６、１７に、前記コイルばね
９、１０の係合軸１１、１２が挿入されている。

【００１８】上記トルクリミッタにおいて、内筒１と外
筒２との間で伝達可能なトルクのリミット値は、各コイ
ルばね９、１０と、そのコイルばねに対応するばね収納
筒８の内径面８ａまたは外筒２の内径面２ａとの接触圧
によって決定される。従って、各コイルばねの外径及び
そのコイル部が対応する内径の大きさを変えることによ
り、様々なリミット値を設定することができる。

【００１９】いま、内筒１を図１の矢印方向から見て左
回転させると、第１コイルばね９は縮径しようとし、第
１コイルばね９と内径面８ａとの接触圧が低くなる。第
１コイルばね９は内径面８ａに圧接されているので、外
筒２に作用する負荷がリミット値以下の場合は、第１コ
イルばね９と内径面８ａとの接触は保たれ、第１コイル
ばね９は内筒１と共に回転する。この回転はトルク伝達
軸１３を介して第２コイルばね１０に伝えられる。内径
面２ａに圧接されている第２コイルばね１０は拡径しよ
うとし、接触圧が高くなるので、内筒１に作用するトル
クは外筒２に伝達される。

【００２０】外筒２に作用する負荷がリミット値より大
きい場合は、第１コイルばね９の縮径が大きくなり、第
１コイルばね９と内径面８ａとの間に滑りが生じ、トル
クは遮断される。

【００２１】一方、内筒１を図１の矢印方向から見て右
回転させると、第１コイルばね９は拡径しようとし、第
１コイルばね９と内径面８ａとの接触圧が高まり、第１
コイルばね９は内筒１と共に回転する。この回転はトル
ク伝達軸１３を介して第２コイルばね１０に伝えられ
る。第２コイルばね１０は縮径しようとするが、第２コ
イルばね１０は内径面２ａに圧接されているので、外筒
２に作用する負荷がリミット値以下の場合は、第２コイ
ルばね１０と内径面２ａとの接触が保たれ、外筒２もま
たコイルばね１０と共に回転し、内筒１に作用するトル
クは外筒２に伝達される。

【００２２】外筒２に作用する負荷がリミット値より大
きい場合は、第２コイルばね１０の縮径が大きくなり、
第２コイルばね１０と内径面２ａとの間に滑りが生じ、
トルクは遮断される。

【００２３】なお、内筒１から外筒２へのトルクの伝達
・遮断だけでなく、外筒２から内筒１へのトルクの伝達
・遮断も上記と同様の作用により行われる。

【００２４】上記の実施例では、第１コイルばね９と第
２コイルばね１０の外径が同一であり、それに対応する
内径の大きさも同一であるので、リミット値は両方向の
回転に対して等しいが、コイルばねの外径またはそれに
対応する内径を変えることにより、接触圧を変化させ
て、回転方向により異なるリミット値を設定してもよ
い。

【００２５】

【効果】この発明によれば、以上のように、内筒と外筒
との間に逆巻きの一対のコイルばねを設け、一方のコイ
ルばねを内筒の端部外側に設けられたばね収納筒の内径
面に圧接し、他方のコイルばねを外筒の内径面に圧接し
て、それぞれのコイルばねの内端から軸方向に延びる係
合軸を、前記両コイルばねと内筒との間に設けられたト
ルク伝達軸に連結したので、内筒または外筒のうち一方
を任意の一方向に回転させ、他方に負荷を作用させる
と、一対のコイルばねのうち一方が拡径しようとし、他
方が縮径しようとする。

【００２６】従って、各コイルばねとそれに対応する内
径面との接触圧が変化し、両方向のトルクを負荷の大き
さに応じて伝達または遮断することができる。

【００２７】また、各コイルばねの外径及びそのコイル
ばねに対応する内径の大きさを変えることにより、様々
なリミット値を設定することができる。

【００２８】さらに、部品点数の少ない簡単な構成であ
るため、組み立てが容易であると共に、コストも安く、
小型の両方向トルクリミッタを提供することができる。

【００２９】そのほか、両コイルばねを一体とせず、ト
ルク伝達軸を介して連結したので、コイルばねを容易
に、精度よく製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る両方向トルクリミッタの実施例
の断面図

【図２】同上のコイルばねとトルク伝達軸との連結状態
を示す分解斜視図

【図３】従来の一方向トルクリミッタの断面図

【符号の説明】

１ 内筒 ２ 外筒 ８ ばね収納筒 ９ 第１コイルばね １０ 第２コイルばね １１、１２ 係合軸 １３ トルク伝達軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ばね収納筒を有する内筒と、その内筒の
   外側に回動自在に設けた外筒と、前記ばね収納筒の内径
   面に圧接された第１コイルばねと、前記外筒の内径面に
   圧接され、第１コイルばねとは逆巻きの第２コイルばね
   と、前記両コイルばねと内筒との間に設けられた筒状の
   トルク伝達軸とから成り、前記トルク伝達軸に両コイル
   ばねのそれぞれ内端から軸方向に延びる係合軸が連結さ
   れた両方向トルクリミッタ。