JPS5817887B2

JPS5817887B2 - トルク伝達装置におけるトルクリミツタ−

Info

Publication number: JPS5817887B2
Application number: JP55118821A
Authority: JP
Inventors: 加藤泰三
Original assignee: KATO KOKI KK
Current assignee: KATO KOKI KK
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1983-04-09
Also published as: JPS5743031A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は駆動側軸から被駆動側軸へトルクを伝達する
ためのトルク伝達装置において、被駆動側軸にかかる負
荷トルクが、予め設定したトルクを越えると、自動的に
回転の伝達を解除して被駆動側軸の回転を停止するトル
クリミッタ−の改良に関するものである。

ところで、工作機械に取着したシャンク軸の回転を、タ
ップ側のソケット軸に伝達するようにした構造のタップ
保持具もトルク伝達装置の１つであるが、この種装置の
場合、タッピング作業においてタップにかかる負荷トル
クが設定トルクを越えてもなおトルクの伝達が行なわれ
ると、被加工材の損傷はもちろんのこと、時にはタップ
保持具までも損傷することがやるので、伝達トルクの調
整は特に重要なことである。

従来より一般に知られでいるトルクリミッタ−１特にタ
ップ保持具のトルクリミッタ−には。

（１）各軸端に設けた摩擦、面同士を接合させ、設定ト
ルクを越えた時には摩擦面間にすべりが生じて設定トル
ク以上の伝達を防止するようにしたもの。

（２）キー状又はローラー状クラッチをゴムの弾性力に
より内方のテーパー状クラッチ溝に抑圧嵌入させて回転
の伝達を図り、設定トルクを越えると、クラッチがゴム
の弾性力に抗してクラッチ溝から抜は出すようにして回
転を停止させ、設定トルク以上の伝達を防止するように
したもの。

（３）一方の軸の孔に収容したボールの一部をスプリン
グの付勢力により他方の軸に設けた凹所に抑圧嵌入させ
て回転の伝達を図り、設定トルクを越えると、ボールが
スプリングの付勢力に抗して凹所から抜は出すようにし
て回転を停止させ、設定トルク以上の伝達を防止するよ
うにしたもの、等がある。

しかしながら、上記各従来構造は種々の欠点を有する。

すなわち、（１）の摩擦面による場合、摩擦面間に一度
でもすべりを生じると、両面間における摩擦係数が変化
するため伝ｉ可能なトルクの数値が一定せず、また、摩
耗が比較的早くて耐久性を欠くという欠点があり、（２
）のキー状又はローラー状クラッチによる場合、ゴムの
弾性力によって押圧するので、伝達トルクの正確な設定
が困難な上に、安定性を欠き、また耐久性にも問題があ
り、（３）のボールによる場合、通常ボーノＩ／！ＪＳ
点接触状態で介在しているため、力が一点に集中し、全
般的に摩耗が早く、また、伝達可能なトルクが低くて汎
用性を欠くという欠点があった。

ところで、従来より二つの軸の回転伝達箇所に、一方の
軸の孔に収容したローラーの一部を、他方の軸に形成し
たクラッチ溝に抑圧嵌入させて、ローラーを介してトル
クの伝達を図るようにすれば。

ローラーは線接触状態で介在するので、ボールを介して
のトルク伝達に比べてはるかに□優れ、正確かつ確実に
トルクの伝達ができることが知られているが、ローラー
を他方あ軸の゛クラッチ溝に押圧する手段としては、上
記（２）のようにゴム等の弾性力を用いることが提案さ
れている位でＪこれにも欠点があるのは上記した通りで
、それ以外には適当な手段がほとんど提案されていなか
った。

この発明は上記の魚に鑑みなされたもので、二つの軸の
回転伝達個所にローラーを介装し、しかもスプリングを
間接的に作用させてローラーをクラッチ溝へ押圧嵌入さ
゛せて、回転伝達箇所るように構成することによっで設
゛定トルクの゛調整が容易で耐久性にも富んだトルク伝
達装置におけるドルクリミツクーを提供するものである
。

以下、この発明の構成をトルクリミッタ−を備えたタッ
プ保持具の実施例を示す図面に基づいて説明する。

１は下端を開口した筒状本体で、その上端にシャンク軸
２を備え、その側壁中間部にタラフチローラー４用縦長
孔３を円周方向へ等間隔に、かつ貫通して形成する。

各縦長孔３はローラー４が内腔側に脱落口ないように外
波の□′テーパー状孔にする。

縦長孔３下の本体外周に鍔５を突設し、この鍔５の頂面
に、ボール７用回所６を円周方向へ等間隔に形成する。

８ζｊ本体１内に回転自在に嵌着され、下端にタップ（
図示せず）を装着する軸部を有するソケット体、すなわ
ちソケット軸で、その上端に本体１の内腔端に当接する
頭部９を備えており、本体１の各縦長孔３と対応する位
置には、上端を開放した両側テーパー状の縦溝１０を形
成する。

そして、本体１に対しソケット軸８の交換を可能かつ容
易にするため、本体１の側壁下部に係止用ボール１２の
収容孔１１を貫通して穿設するとともに、その収容孔１
１と対応するソケット軸８位置に環状溝１３を形成し、
内側壁中間部に環状突起部１５を有する筒状カバ一体１
４を、本体１下部の外周に上下動自在に配装し、本体１
下端の′外周に嵌着した止リング１６と前記突起部１５
との間（こ、スプリング１７を介装してカバ一体１４を
上方に付勢すると共に、前妃収容孔１１内に挿入したボ
ール１２を、□カバ一体１４の突起部１５によりソケッ
ト軸８側に押圧して、収容孔１１から突出するボール１
２の一部を、ソケット軸８の環状溝１３に嵌入ぎせＪ本
体１に対し回転自在にソケット軸８を取着する。

従ってカバ一体１４をスプリング１７に抗して押し下げ
れば、カバー体１４の突起部１５が収容孔１１の下方に
位置し、゛ボール１２がソケット軸８の環状溝１３から
脱出可能となるため、本体１からソケット軸８を外せる
。

収容孔１１は外波のテーパー状孔にしてソケット軸８を
本体１から外した時に、ボール１２が収容孔９から内腔
側へ脱落するのを防止する。

１８は本体鍔５上の縦長孔３部位に回転自在に配装され
る筒状中間体で、その下部に前記各凹所６との対応位置
に貫蓬孔ジ０を穿設した鍔１９を備えており、本体１の
各縦長孔３と対応する内側壁には、逃げ溝２１を形成す
る。

、そして、各逃げ溝２１は、本体鍔の′凹所８と中間体
鍔の貫通孔２０とが一致する状態で、各縦長孔３に対し
、その孔幅の半分未満で円周方向にずれるような位置に
設ける。

本体１上部の外周にねじ部２２を刻設し、これと螺合す
るねじ部２−を上部内周に突設した筒状受座２３をねじ
部２゛２′に螺着し、この筒状受座２３により中間体１
８゛を回転自在に支承する。

また、受座２３には縦向のスプリング孔２５を適宜穿設
する。

本体１に対し中間体１８を固縛するためのボール７を各
貫通孔２０に挿入するとともをと、貫通孔２０から突出
するボール１の一部を前記凹所６内に嵌入させ、中間体
鍔１９上に座金２６を配装する。

そして、下端を開口した筒状調整体２７の上部内周ねじ
部２８を、本体１のねじ部２２に螺合し、調整体２７の
内腔端上に、ベアリング座金２９を回転自在に配装し、
この座金２９と前記座金２６との間に、筒状受座２３の
スプリング孔２５を通るスプリング３０を介装して貫通
孔２０内のボール７を本体鍔の凹所６側へ付勢する。

また本体１のねじ部２２には調整体２７の廻り止めリン
グ３１を取着する。

なお、前記各縦長孔３に挿入したクラッチローラー４は
、一部がソケット軸の縦溝１０と中間体の逃げ溝２１と
で嵌脱自在となるようにしておく３次に、上記の如く構
成した実施例の作用を説明する。

常態で、中間体の各貫通孔２０内のボール７はスプリン
グ３０により本体鍔５側に付勢され、その一部が凹所６
内に嵌入し、各貫通孔２０と凹所６の位−が一致して中
間体１８は本体１と固縛状態となり、また、この状＠モ
、中間体の逃げ溝２１は本体の縦長孔３に対し円周方向
に若干ずれて位置するため、縦長孔３内のクラッチロー
ラー４は、中間体の逃げ溝２１隅角部によりソケット軸
８側へ抑圧され、ローラー４の一部がソケット軸の縦溝
１０に嵌合している。

□そこで、この状態の下に、筒状本体１を回転
させると、その回転はクラッチローラー４を介してソケ
ット軸８に伝達される。

そして、ソケット軸８にかかる負荷トルクが予め設定し
たトルクを越えると、各縦長孔３内のクラッチローラー
４は、スプリング３０の間接的な付勢力に抗してソケッ
ト軸の縦溝１０から外方の中間体１８側へ押し出され、
逃げ溝２１の表深くに嵌入しようとして、本体１と固縛
関係にある中間体１８をスプリング３０力に抗しで逃げ
溝２１と縦長孔３とが一致するまで回転さ竺た後、クラ
ッチローラー４の一部は、縦溝１０から脱出して逃げ溝
２１に嵌入し、本体１が空転してソケット軸８は停止す
る。

この時、中間体１８が本体１に対し回転しようとするた
め、各貫通孔２０内のボール７はスプリング３０を圧縮
しながら、わずかに持ち上げられ、ボール７の一部が凹
所６内から脱出しようとして、貫通孔２０と凹所６との
位置が若干づれ、本体１と中間体１８との固縛関係が一
時的に解除される。

しかし、クラッチローラー４が縦溝１０から脱出すると
、ローラー４はソケット軸８からの負荷力をほとんど受
けなくなるので、今度は逆に貫通孔２０内のボール７が
スプリング３０に押圧されて、本体鍔１９の凹所６内に
深く嵌入するため、中間体１８は本体１に対し、貫通孔
２０と凹所６との位置が一致するまで回転し、再び中間
体１８は本体１と固縛状態になる。

このようにして、予め設定したトルクの範囲内で、筒状
本体１の回転がソケット軸８に伝達される。

なお、上記タップ保持具において、設定トルクを調整す
るには、まず、廻り止めリング３１を外して調整体２７
を一方に回転させ、スプリング３０力を変化させるほか
、縦溝１０部位の外径が異なる、すなわち縦溝１０の深
さが異なるソケット軸８を予め複数本用意している場合
には、適当な縦溝１０深さのソケット軸８を選択するこ
とによって最適な伝達トルクに設定することができる。

例えば、鉄やアルミ等の被加工材の種類に合った標準的
なトルクを、調整体２１によりスプリング３０力の強さ
に基づいで設定した後、５ｍ４５ｍｍ。

８ｍｍ等のタッピング穿孔径の種類に合った縦溝１０深
さのソケット軸８を選択して最終的に最適なトルクを設
定する。

なお、上記実施例ではタップ保持具について説明したが
、この発明はタップ保持具等の回転工具以外でも所定ト
ルク内で回転を伝達する装置、例えば、一定の挟持力を
継続する把持装置や、カムクラッチ等に実施できる。

また、前記クラッチローラー４に代えて、複数個のボー
ルを一連に縦列して使用することも可能である。

第６図は駆動歯車装置と被駆動歯車装置との間における
トルクリミッタ−の実゛施例を示し、同軸上に所定間隔
を設けて早動側筒状歯車１′と、被駆動側筒状歯車５１
がフレーム５２．５３に、それぞれベアリング５４．５
５を介して回動自在に支承され、各歯車１’、５１には
それぞれ別の歯車が噛合している。

そしてソケット体８１を被駆動歯車５１の内腔内を貫通
してその上端の縦溝１０・部分を駆動歯車１１の内腔内
に一連に嵌着することにより、駆動歯車１から被駆動歯
車５１′へ予め設定した範囲内でトルクの伝達が行なわ
れる。

なお、第６図で使用したダッシュｌを付した番号は、前
記実施例と同番号の構成部材に相当している。

また、歯車１’、５１のうちどちらが駆動側歯車或いは
被駆動側歯車になってもよい。

以上説明したように、この発明のトルク伝達装置におけ
るトルクリミッタ−は、常態で筒状本体と固縛状態にあ
る中間体の逃げ溝隅角部で、本体の縦長孔内のクラッチ
ローラーをソケット体側へ押圧して、ローラーの一部を
ソケット体の縦溝に嵌合させ、本体の回転をクラッチロ
ーラーを介してソケット体に伝達するようにしたから、
縦長孔内のクラッチローラーはソケット体の縦溝と線接
触し、また、ローラーをソケット体側へ押圧している中
間体の逃げ溝隅角部とも線接触して、二つの軸の回転伝
達部に線接触状態で介在しながら回転を伝達するので、
トルクの伝達が確実に行なわれ、しかも従来のボールに
よるトルクの伝達に比べると、より一層大きなトルクの
伝達が可能となり、高トルクを要する回転伝達装置に利
用でき。

また、ソケット体にかかる負荷トルクが設定トルクを越
えると、本体と中間体との固縛関係がスプリング力に抗
して一時的に解除され、クラッチローラーはソケット体
の縦溝から脱出して中間体の逃げ溝に嵌合し、ソケット
体の回転を停止させるようにしたから、予め設定したト
ルクを越えると、特別な操作を要さず、自動的にトルク
の伝達が解除され、トルクオーバーによる各部の損傷を
未然に防止して、常に設定トルク範囲内におけるトルク
の伝達が図られ、しかも伝達トルクの調整が容易で、便
利であり、更に構造上から簡素で、長期に亘り安定した
機能を発揮するほか、タップ保持具等の回転工具をはじ
め、各種トルク伝達装置に利用でき、その用途が広範囲
である等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】第１図乃至第５図は本発明のタップ保持具における実施
例を示し、第１図は常態における全体中央縦断面図、第
２図は一部を斜視図で表わした全体中央縦断面図、第３
図は分解した状態における一部を断面図で表わした要部
斜視図、第４図は常態における第１図のＸ−Ｘ線横断面
図、第５図は設定トルクを越えた状態における第１図の
Ｘ−Ｘ線横断面図、第６図は駆動歯車装置と従動歯車装
置間におけるトルクリミッタ−の実施例を示す中央縦断
面図である。１・・・・・・筒状本体、２・・・・・・シャンク軸、
３・・・・・・縦長孔、４・−・・・・クラッチローラ
ー、５・・・・・・鍔、６・・・・・・凹所、７・・・
・・・ボール、８・・・・・・ソケット軸、１０・・・
・・・縦溝、１１・・・・・・収容孔、１２・・・・・
・ボール、１４・・・・・・カバ一体１．１８・・・・
・・筒状中間体、１９・・・・・・鍔、２０・・・・・
・貫通孔、２１・・・・・・逃げ溝、２３・・・・・・
筒状受座、２７・・・・・・筒状調整体、３０・・・・
・・スプリング。

Claims

【特許請求の範囲】

１内側壁に縦長孔を等間隔に形成し、少なくとも一端
を開口した筒状本体と、該本体内に回転自在に嵌嘴され
、本体の各縦長札止の対応位置に縦溝を形成したソケッ
ト体と、本体の側壁に設けられ、頂面に凹所を等間隔に
形成した鍔と、本体上に回転自在に配装され、本体鍔２
各凹所との対応位置に貫通孔を穿設した鍔を有し１本体
の各縦長孔と対応する内側壁に逃げ溝を形成した筒状中
間体とを具備し、前記中間体の各貫通孔に挿入したボー
ルの一部をスプリングにより、本体鍔側に付勢してその
凹所内に嵌入させて、本体と中間体とを固縛可能にする
とともに、本体の各縦長孔内に挿入したクラッチローラ
ーの一部を、ソケット体の縦溝および中間体の逃げ溝に
嵌脱自在にし、中間体が本体と固縛関係にあるとき、ク
ラッチローラーは中間体の逃げ溝より若干ずれてソケッ
ト体の縦溝に嵌合して本体の回転をソケット体に伝達し
また、ソケット体にかかる負荷トルクが設定トルクを越
えるとき、本体と中間体との固縛関係が一時的に解除さ
れ、クラッチローラーはソケット体の縦溝から脱出して
中間体の逃げ溝に嵌合し、ソケット体の回転を停止させ
るように構成したことを特徴とするトルク伝達装置にお
けるトルクリミッタ−８