WO1993007401A1

WO1993007401A1 - Limiteur de couple possedant des fonctions de recalage automatique

Info

Publication number: WO1993007401A1
Application number: PCT/JP1992/001272
Authority: WO
Inventors: Masahiro Kurita; Syoji Itomi; Yuji Okamoto
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 1994-03-30
Also published as: EP0559918A1; DE69223608T2; US5672110A; EP0559918B1; DE69223608D1; EP0559918A4

Description

明細害

自動復帰機能付トルクリミッタ

〔技術分野〕

この発明は、自動復帰する機能を備えたトルクリミフタに関するものである。〔背景技術〕

従来、一般産業機械においては、回転によって動力を伝達する方法としてベルトゃプーリ、歯車あるいは軸継手等の多くの手段があるが、機械全体の信頼性向上や致命的事故の防止のために、重要な部分に対して過負荷を防止するための安全装置を組込む事例が多くなっている。

特に、小型船舶のプロペラ推進機や、冷凍機コンプレッサの圧縮面路では、従動側の過負荷に対して原動機側の動力伝達を切離す安全装置を常備させる必要がある。

このような安全装置として、従来、図 2 0に示すようなシヱァ一ピンが一般的に使用されている。このシ -アービン 7 1 は、駆動軸 7 2 と従動部品（図ではプ口ペラ） 7 3の間に挿入され、従動部品 7 3に過負荷が加わると、ピン 7 1が破壊され、駆動軸 7 2を空面転させる。

しかし、上記のシヱアービンを用いた構造では、従動側を修理する場合、新たに新品のシュア一ビンを補充する必要があり、作業性が悪い欠点がある。特に、図 2 0に示すような小型船舶のプロペラ推進軸では、海上でビンの交換をする必要があり、作業に困難と危険を伴う問題がある。

これに対し、自動復帰して緣り返し使用できる安全装置として、図 2 1 に示すようなトルクリミッタが提案されている。このトルクリミッタは、従動側のハブ 8 1 に保持したボール 8 2をバネ 8 3で加圧し、駆動フランジ 8 4のポケット 8 5に圧接して構成されており、ハブ 8 1 に過負荷が加わると、ボール 8 2がボケット 8 5から乗り上り、過食荷をカツ卜する。さらに、駆動フランジ 8 4が面転を続けると、ボール 8 2が別のポケット 8 5に入り込み、自動復帰してハブ 8 1 を再起動させる。

ところが、上記のトルクリミッタは、自動復帰動作が、駆動側と従動側間の少なくとも 1回転以下の相対回転の間に行なわれるために、従動側が異常によつて停止しても、原動側が高速度で回転している場合、極めて短かい時間間隔で自動復帰が操り返される欠点がある。例えば、駆動フランジ 8 4が 1 8 0 0 r p瓜で面転していると、 1移間当り 3 0回以上でボール 8 2 とポケット 8 5の係合離朕が操り返され、トルク伝達を再開しょうとする。これは、接触する部品の摩耗を著しく進行させると共に、異常状態にある従動側を SP座に再起動することになり、従動側に無理を強いる問題がある。

そこで、この発明は、従動側が異常状態になって停止した場合瞬時に再起動せずに、所定の县ぃ時間間隔をおいて起動動作を再開するトルクリミッタを提供することを技術的課題としている。

〔発明の開示〕

上記の課題を鞣決するため、この発明の第 1の手段は、一方が駆動側、他方が従動側になる 2つの軌道輪を内外に嵌合させ、その雨軌道輪の対向する面の一方に円筒面を、他方に係合面を形成し、上記雨軌道輪の間に組込んだ保持のボケッ卜に、上記円筒面と係合面に係合する係合子を設け、上記円筒面又は係合面の係合子との係合部分を強性変形可能に形成し、上記保持器に、駆動側の軌道輪の面転を铵速して伝える弒速手段を連結したのである。

また、この発明の第 2の手段は、上記係合面を、円筒面に対して多角形状をなす面で形成したのである。

一方、この発明の第 3の手段は、上記减速手段を、従動側の軌道輪と保持器にそれぞれ共面りするように闋連させて設けられ、互いにすき間をもって內外に嵌合する円環部と、その各円環部の一方を偏心させて雨円璟部を接触させる偏心付与機構とから構成したのである。

また、この発明の第 4の手段は、上記減速手段を、従動側の軌道輪と保持器にそれぞれ共面りするように関連させて設けられ、互いにすき間をもって内外に嵌合する丹環部と、保持器と駆動側の軌道輪との間に圧入され、保持器に関連した円環部を変形させることにより上記雨円璟部を接触させる動体とから構成したのである。

さらに、この発明の第 5の手段は、上記円筒面又は係合面の係合部分を板状の弾性材で形成し、その弾性材の背面側に、弾性材の変形を許容するぬすみを設けたのである。

また、この発明の第 6の手段は、上記弾性材の表面に、係合面又は円筒面に向かう突起を設けた構造としたのである。

また、この発明の第 7の手段は、上記の各構造において、従動側の軌道輪に、歯車、ベルト溝、スプライン等の動力伝達手段を一体に形成した構造を採用したのである。

上記の第 1の手段においては、両軌道輪が相対面転すると、係合子が円筒面と係合面に係合してクラッチが成立し、両輪を一体で回転させる。

この状態で、従動側の軌道輪に過負荷が加わると、円筒面又は係合面が弾性変形し、係合子が係合位置を通過してクラッチが切れる。

通過した係合子は、保持器により次の係合位置に向かって送られるが、保持器が、减速手段により駆動側の軌道輪に対して減速されて回転駆動されるため、係合子は低速で移動し、县ぃ時間間隔をかけて次の係合位置へ移動する。この係合子が、次の円筒面と係合面の位置まで達すると、再びクラッチが成立し、起動動作を行なう。

上記第 2の手段では、係合面を多角形をなす形状とすると、円筒面に対して円周方向に多数の係合面が形成できるため、多数の係合子を円筒面と係合面の間に組込むことができ、トルクリミッタの伝達できるトルクを大きくすることができる。

また、上記第 3及び第 4の手段においては、円筒面と係合面の間を通過した係合子を、保持器が次の係合位置にむかって移動させる場合、保持器は、嵌合した円環部に接触しながら回転方向に駆動される。この場合、嵌合した円璟部同士が接触レて面転すると、クリープが生じ、両円環部は 1回転で嵌合すき間に πを乗じた距離（ π ）だけ円周方向に相対移動することになる。したがって、嵌合すき間を、両円璟部の呼び径寸法に対して充分に小さい値で設定することにより、係合子が次の係合位置に到達するまでの時間を著しく县くすることができるなお、上記の手段において、各円璟部は、従動側の軌道輪と保持器に一体に形成するか、或いは、従動側の軌道輪又は保持器に共回りするように取付けた部材に形成することができる。

一方、第 5及び第 6の手段においては、円筒面と係合面に係合子が接近すると、弾性材が背面のぬすみに向かって変形する。この場合、弾性材の表面に設けた突起と係合子の係合により弾性材が大きく変形して、弾性材内部に大きな曲げ応力が穽生し、弾性材から係合子に対して大きな弾性反発力が生じる。このため、弾性材において変形による最大の応力が生じる位置で、最大の伝達トルクを発生させることができる。

また、第 7の手段においては、従動側の軌道輪に形成した伝達手段から、外部機器に対して直接動力の伝達を行なうことができるので、動力の伝達機構をコンパクトに形成でき、加えて、伝達に必要な部品点数を減少させることができるため、トルク V ミッタを機械装置等に通用する際の総合的なコストを低くすることができる。

〔図面の簡単な説明〕

図 1は第 1の実施例のトルクリミッタを示す断面図、

図 2は図 1の Π— π線に沿った断面図、

図 3は図 1の III - III 線に沿った断面図、

図 4は実施例のクリーブの現象を説明する図、

図 5は同上のクラッチ部分を拡大して示す断面図、

図 6は第 2の実施例を示す断面図、

図 7は図 6の VI I — VI I 線に沿った断面図、

図 8は図 6の VIII— VI II線に沿った断面図、

図 9は第 3の実施例を示す断面図、

図 1 0は第 4の実施例を示す断面図、

図 1 1は板ばねの曲げ応力と伝達トルクの藺係を示すグラフ、

図 1 2は第 5 'の実施例を示す断面図、

図 1 3は板ばねの曲げ応力と伝達トルクの闋係を示すグラフ、

図 1 4は第 6の実施例を示す断面図、

図 1 5は図 1 4の XV— XV線に沿った断面図、

図 1 6は図 1 ：の XVI — XVI 線に沿った断面図、図 1 7は同上のクリープ発生部分を拡大して示す断面図、

図 1 8は図 1 4の X VI I I— X VI I I線に沿った断面図、

図 1 9は同上のクラッチの作用を示す断面図、

図 2 0は従来例を示す図、

図 2 1 は他の従来例を示す図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

図 1乃至図 5は第 1の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、雨端部に配置した軸受 3 と 4により面転自在に支持され、その両軸受 3、 4の案内により同軸上に保持されている。

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、ほぼ正八角形の多角面 6で形成されている。この多角面 6の各辺の县さ方向中央部には、所定县さのぬすみ 7が形成され、外輪 2 の内側に、多角面&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。

この角リング状板ばね 8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、その各辺の両端が多角面 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雨端支持の撓みばりを形成している。

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係合面 9となっており、その各係合面 9 と円筒面 5間の最小すきま部 1 0 の寸法 aは、後述する口ーラ 1 3の外径寸法 dよりもわずかに小さく設定されている。

また、上記扳ばね 8の係合面 9 と円简面 5の間には、環状の保持器 1 1が設けられ、その保持器 1 1の周面に、係合面 9 と対応して等間隔で多数のボケット 1 2が設けられ、その各ボケット 1 2に、係合子としてのローラ 1 3が組込まれている。

このローラ 1 3は、外径寸法 dが、係合面 9 と円筒面 5間の最小すきま部 1 0 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 1 0 の近傍でのみ係合面 9と円筒面 5に係合するようになつており、この係合位置によりストラット角のクラッチを構成している。

また、ローラ 1 3は、扳ばね 8を撓ませて板ばね 8 と円筒面 5の間にできる間隙を通過するようにっているが、この変形の際、板ばね 8は、両端支持の撓みばりとして作用する。このため、扳ばね 8の板厚とその撓み量によって正確に伝達できるトルクが設定でき、そのトルク以上の食荷を受けると、ローラ 1 3の通過を許し、貪荷を開放する。

5 上記內輪 1の外径面には、図 1に示すように、円筒面 5に対して偏心量 εで偏心する偏心面 1 5が形成され、その偏心面 1 5に軸受 1 6が取付けられており、この軸受 1 6の外径面は、偏心面 1 5の偏心により内輪 1の軸線に対して εだけ僞心している。

また、雜受 1 6の外径面は、 0リング 1 7を介して保持器 1 1の内径面に接触 , ο し、内輪 1に対して保持器 1 1に径方向の力を付与して保持器 1 1をわずかに偏心させている。上記の構造では、偏心面 1 5 と軸受 1 6 とが、保持器 1 1に対する偏心付与機 « 1 4を構成している。なお、上記轴受 1 6を内輪が偏心した偏心敏受とし、これを円筒面 5 と同芯に形成した面 1 5に嵌合して偏心付与機構を構成してもよい。

i s また、 0リング 1 1は、その弾性により軸受 1 6の外径および保持器 1 1内径の形状誤差を補正し、軸受 1 6の保持器 1 1に対する接圧去調整する。また、外輪 2と内輪 1の間に組込まれた軸受 3は、上記軸受 1 6による偏心荷重の反力を受け、保持器 1 1 と外輪 2の間で後述するクリーブをスムーズに発生させる作用をする。

0 —方、外輪 2の端部は、内側に向かって L形に屈曲し、その屈曲部 1 8の外径面に、保持器 1 1の先端部の円環部 2 0の内側に入り込む円璟部 1 9が形成されている。この円環部 1 9の外径面は、外輪 2と同軸の円筒面で形成され、図 3及び図 4に示すようにその外径面の一部が、径方向に熇心する保持器 1 1の円環部 2 0の內径面に接触している。

S 上記の円環部 1 9の外径寸法 D _L と、保持器 1 1の円環部 2 0の内径寸法 D _c とのすきま f は、上記 D _L 及び D _c の呼び径 Dに対して 1 / 3 0 0〜 1 Z 2 0 0 0の範囲になるように設定される。この場合、保持器 1 1 は、偏心面 1 5によつて径方向に偏心させられているが、その量は、円璟部 1 9の外径寸法 D i_ と円環部 2 0の内径寸法 D _c によつて規制されることになる。すなわち、保持器 1 1 の偏心量は、上記すきま 5の 1 ' 2 となり、保持器 1 1 の円璟部 2 0 は 1 所でのみ外輪 2の円環部 1 9に接触する。

なお、図において、 2 1 と 2 2、 2 3は、それぞれ軸受 4 と軸受 1 6が他の部品と接触することを防ぐヮツシャであり、 2 4は潤滑剤の密封作用を行なう密封板である。

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、次にその作用を説明する。

いま、内輪 1を駆動機側に、外輪 2を従動側にそれぞれ連結し、図 1及び図 2 に示すように、内輪 1 の円筒面 5 と角リング状扳ばね 8 の係合面 9 にローラ 1 3 が当接した状態で、内輪 1を矢印の方向に回転すると、ローラ 1 3が円筒面 5 と係合面 9に嚙み込んでストラット角のクラッチが成立し、外輪 2が内輪 1 と一体で回転する。

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 5に示すように、クラッチを構成している板ばね 8の係合面 9がぬすみ 7側に撓み、ストラツト角の減少と共に負荷できるトルクが小さくなる。そして、過負荷が継続すると、口ーラ 1 3が最小すきま部 1 0を通過し、クラッチとして作用していた係合面 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、実施例のトルクリミッダは、設定以上のトルクに対しては、トルクの開放機能を ¾揮し、過食荷を防止する安全装置として機能する。

放出されたローラ 1 3は、保持器 1 1 によって周方向の動きが規制され、また

、保持器 1 1 は円環部 2 0 と外輪 2の円環部 1 9同士で接触しているため、ローラ 1 3 と保持器 1 1の回転は抑制される。

上記の状態から、駆動側が面転を続け、内輪 1 と外輪 2が相対面転すると、保持器 1 1 は、偏心付与機構 1 4の作用によって、図 4に示すように外輪 1 の円環部 1 9の ½ (圣にて接触状態で回転運動をし、クリープを生じる。すなわち、保持器の円璟部 2 0が、外輪 1の円璟部 1 9を 1回転する間に、円周方向にその部分の篏合すき間 5に πを乗じた量（ π 5 ) だけ相対移動する。

このクリープの回転方向は、内輪 1の回転方向と同じであり、クリーブの面転数、すなわち保持器 1 1 の回転数 N cは、内輪 1 の回転数 Nに対して、 c = ' ： / Ώ) X Nで表わされる。この場合、嵌合すき間の値が上述したような範囲で設定してあるので、保持器 1 1は内輪 1の回転数の 1 / 3 0 0〜 1 /2 0 0 0の面耘数で回転することになる。例えば、内輪 1の面転数 Nが 1 8 0 0 r p m のとき、クラッチが解放されて後再度クラッチ機構が衝くまでの時間丁は、弾性角リング 8の角数が 8であるため、

T= l / { ( 1 8 0 0X6 0 ) X ( 1/3 0 0〜 1 Z2 0 0 0 ) x 8 }

= 1. 2 5〜 8. 3 3移となる。このように実施例のトルクリミッタでは、設定トルク以上になるとクラッチ機能がなくなつてトルクの伝達を遮断し、数秽後に自動的にクラツチの再連結を行ない、これを操り返す。したがって、従動側が異常状態で停止した後、十分な時間的余裕を得ることができ、従動側の異常伏態が比較的短時間で回復するような使用例、例えば、小型船舶のプロペラ推進機や、冷凍機コンプレッサの圧縮回避等の安全装置として極めて有効な機能を発揮する。

—方、內輪 1が、図 1の状態から矢印とは反対の方向に回転すると、上述したクラッチが空する時間はトルクの伝達が行なわれず、その後、自動的にクラッチが働いてトルクの伝達が行なわれ、以後上記と同じ動作を行なう。

上記のトルク伝達の遮断から再連結を行なうまでの時間の設定は、外輪の円環部 1 9の外径と保待器の円璟部 2 0の内痊との嵌合すき間を調整することにより行なえるが、角リング状板ばね 8の角数を変更することでも可能である。

図 6乃至図 8は第 2の実施例を示している。

二の例においては、外輪 2の一端に前蓋 3 1が、他端に後蓋 3 2がそれぞれ圧入固定され、その前蓋 3 1及び後蓋 3 2と内輪 1の間に設けた軸受 3 3、 3 4により、外輪 2が面転自在に支持されている。

また、上記前蓋 3 1の內面には、保待器 1 1に向かって屈曲する屈曲部 3 1 a が設けられ、その屈曲部 3 1 aの外径面に、保持器 1 1先端に設けた円璟部 2 0 の內側に嵌合する P?璟部 1 9が形成されており、この円環部 1 9と円璟部 2 0の闊に、嵌合すき間 5が設けられている。

一方、円璟部 2 0の内径面には、円周をめぐる溝 3 5が形成され、一方、内輪 Iの外径面には、上記溝 3 5に対応して円周をめぐる溝 3 6が形成されており、その両溝 3 5、 3 6の間に、鑲球から成る 3偭の転動体 3 7が圧入されている。この各転動体 3 7は、ボ―ル保持器 3 8 により円周方向に等間隔（ 1 2 0度間隔 ) で配置され、溝 3 5、 3 6間の転がりによつて保持器 1 1を内輪 1に対して円周方向に案内する。

また、上記転動体 3 7 の直径寸法 D _w は、保持器 1 1 に設けられた溝 3 5 と内輪 1 に設けられた溝 3 6 との間の間隙より大きく、各転動体 3 7が保持器 1 1 と内輪 1の間で圧入状態で組込まれるように設定されており、その転動体 3 7の圧入により、図 8に示すように保持器 1 1 の円環部 2 0が各転動体 3 7を頂点として変形し、その変形部分 3 9で円環部 2 0が外輪 2の円璟部 1 9 と接触するようにつ " L 'る ₀

なお、他の構造については、上述した第 1 の実施例と同じであるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。

上記の第 2 の実施例においては、内輪 1 と外輪 2が相対回転すると、ローラ 1 3が円筒面と係合面 9の最小すきま部に係合してクラッチが成立し、両輪を一体で回転させる。この状態で、外輪 2に過負荷が加わると、係合面 9の表面の板ばね 8が変形し、ローラ 1 3が最小すきま部を通過してクラッチが切れる。

通過したローラ 1 3は、保持器 1 1により次の最小すきま部に向かって移動されるが、保持器 1 1 は、転動体 3 7の圧入による変形によって円璟部 2 0の複数個所が外輪の円環部 1 9に接触しているため、クリープが生じ、両円璟部 1 9、 2 0は 1面転で篏合すき間に円周率を乗じた距離だけ円周方向に相対移動する。上記の構造では、保持器 1 1の円環部 2 0 と外輪 2の円環部 1 9の接触が 3ケ所で行なわれ、各円璟部 1 9、 2 0に対する接触荷重が分散されて小さくなるため、各円環部 1 9、 2 0表面の摩耗が抑制され、县寿命が得られる。

図 9は第 3の実施例を示す。この例では、保持器 1 1 と内輪 1の間に、ほぼ 1 2 0度の間隔で 2個を 1 セットとして 6個の転動体 3 7を組込んでいる。この各転動体 3 7は、保持器 3 8により所定位置で保持されるが、上記 6偭の転動体 3 7を配置する場所は、各転動体の公転速度が同じになる位置に設定する。

一方、図 1 0に示す第 4の実施例は、保持器と内輪の間に 2個の転動体 3 7を組込み、雨円環部 1 9、 2 0を 2ケ所で接触させるようにしたものである。また . 図 6の钶において、雨円環部間に 2瓶をセッ卜として 4個の転動体を 1 8 0度間隔で組込むようにしてもよい。

なお、保持器と外輪の円璟部の接触状態は、上述した钶のように 3ケ所又は 2 ケ所接触に限定されず、所要の数の転動体を組込んで 4ケ所以上の接触状態を得

5 るようにしてもよい。

ところで、上述の各実施例においては、図 2に示すように係合面 9を形成する角リング状扳ばね 8の各辺の形状を、ローラ 1 3が平滑に摺接するような平坦な扳形状で形成し、その板ばね 8の中央部分の背面に板ばね 8が変形するぬすみ Ί を設けた構造としているが、このように板ばね 8を両端支持した構造では、扳ば

_{1 0} ね 8の中央部分の弾性強度が小さく、両端部分の弾性強度が大きくなる。このために、ローラ 1 3が係合面 9の最小すきま部に接近した場合、板ばね 8に生じる曲げ応力は、図 1 1 に示すように板ばね 8の中央部分、すなわちローラ 1 3 の接触角度がゼロになるときに最大になるのに対して、伝達できるトルクの大きさは、角度/?が大きいほど大きく、板ばね 8の弾性反発力が小さい角度がゼロの

1 5 時はゼロとなる。

すなわち、実際に伝達できるトルクの大きさは、板ばね 8の変形による反力とローラ 1 3の接触角度 0との闋係となるが、上記の構造では、伝達トルクを大きくしょうとした場合、板ばね 8の最大応力の生ずる位置で最大の伝達トルクを癸生させることができないため、トルクの伝達効率が低くなる問題がある。

s o これに対し、図 1 2に示す第 5の実施例は、上記のような問題に対処するために、扳バネの形状を改良した実施例を示すものである。この例では、係合面 9の最小すきま部を形成する板バネ 8の中央部分に、简面 5に向かう突起 4 1を設けている。

この突起 4 1は、接触角度がゼロになる扳バネ 8の中央部分に、内向きに対 5 称に傾斜する 2つの傾斜部 4 2、 4 3を設けて形成されており、その傾斜部 4 2 、 4 3の表面と接触角度 0がゼロにおける円筒面 5の接線とのなす角度^を、口ーラ 1 3が傾斜部 4 2、 4 3に喰い込んだときに傾斜部 4 2、 4 3と円筒面 5の間でコーラ 1 3を挟み込んでクラフチとして作用するような角度（通常 5〜 i 5 度の範囲が望ましい）で設定している，上記の構造においては、ローラ 1 3が係合面 9の最小すきま部に接近すると、板バネ 8は背面のぬすみ 7に向かって変形するが、ローラ 1 3が突起 4 1 の内側に入り込んだ時点で傾斜部 4 2、 4 3 と円筒面 5がローラ 1 3に対してクラッチとして作用する。このクラッチの楔作用によって、板バネ 8が外向きに大きく変形すると、板バネ 8の内部には大きな曲げ応力が発生し、板ばね 8からローラ 1 3に対して大きな反発力が生じる。

このため、図 1 3に示すように板バネ 8の変形による曲げ応力は接触角度がゼロに近ずくに従って増大するのに比例して、伝達トルクの大きさも増大する。したがって、板バネ 8が最大の曲げ応力を生じる位置で最大の伝達トルクを発生させることができることになり、大きなトルクを効率よく伝達することができる一方、図 1 4乃至図 1 9は、第 6の実施例を示している。

この例においては、図 1 4に示すように、外輪 2の外径面に複数のベルト溝 5 1、 5 2を形成し、外輪 2 自体を動力伝達用のブーリとして使用できるようにしている。また、駆動側となる内輪 1の内径面には、図 1 4及び図 1 5に示すように、原動機の駆動軸が揷通する貫通孔 5 3 と、キー溝 5 4が形成され、内輪 1が原動機により直接面転駆動されるようになっている。

また、内輪 1の中央部の外径面には、上述の実施例と同様に円筒面 5が形成されるが、この円筒面 5に対向する外輪 2の内 S面 6には、円周方向に 1 6ケ所のパネ座 5 5が形成されており、この各パネ座 5 5に、 8個のバネ板 8 a、 8 b、 …… 8 hが組込まれている。

上記バネ板 8 a〜 8 hは、図 1 5のように外輪 2に組込んだ状態で、各ピッチ (ローラ 1 3 と係合する位置の間隔）がそれぞれ異なるように配置されており、内輪 1 の円筒面 5 との間で各パネ板 8 a〜 8 hの内面が、円筒面 5に対してくさび形空間をなす係合面 9を形成している。

上記バネ板 8 a〜 8 hは、外輪 2の各バネ座 5 5の間でわずかに締まり嵌めの状態で組込まれ、各バネ板 8 a〜 8 hと外輪 2の内径面 6 との間に、パネ板の変形を許容するぬすみ 7が設けられている。また、各バネ板 8 a〜 8 hの中央部には、内輪 1 の円筒面 5に向かう突起 4 1が形成され、その突起 4 1 の近傍部分の孫合面 9とローラ 1 3とが当接して各パネ板 8 a〜8 hが変形するようになっている

上記各バネ板と內輪 1の円筒面 5の間には、瑷状の保待器 5 6が設けられ、この保持器 5 6の周面に、上記各バネ板 8 a〜 8 hのピッチと同一のピツチで 8偭

₅ のポケット 5 7が形成されており、この各ポケット 5 7 に、係合子としてのローラ I 3が組込まれている。このローラ 1 3の外径寸法 dは、図 1 9に示すようにバネ板 8 a〜8 hがぬすみ 7側に撓んで、各バネ板 8 a〜8 hと円筒面 5間にできる間隔をローラ 1 3が通過できるように設定されている。

また、上記各バネ板 8 a〜 8 hは、図 1 7及び図 1 8に示すように、外輪 2の

_{1 0} 後端に圧入される後蓋 5 8まで挿入され、その後蓋 5 8に、パネ板を弾性変形させるフランジ 5 9が設けられている。このフランジ 5 9は、外径面が各バネ板 8 a〜 8 dの内面の突起 4 1に当接する大きさで形成され、その接触により、突起 4 1 と外輪 2のバネ座 5 5、 5 5 との 3点の間で各バネ板を弾性変形させ、予圧を加えた伏態にしている。この予圧伏態による組込みにより、各バネ扳 8 a〜 8

I S hは、外輪 2からの抜出しや、組立て後振動等によりばらばらになることが防止される。

—方、上記保持器 5 6の先端部は軸受 3 3側に突出し、その突出部分に、内外輪と同軸の円瑷部材 6 0が連結され、この円璟部材 6 0の内径面に円環部 6 1が形成されている。この円璟部材 6 0は、その内径面と保持器 5 6の端部に設けた 0 ΕΙΰ部 6 7を嵌合させて保待器 1 2に締まり嵌めされており、その嵌合によって円璟部材 6 0 と保待器 5 6は、铀方向には移動不可であるが、面転方向には所定のトルクで相対面転できるように連結されている。

また、外輪 2の先端部には、断面 L字形の前蓋 6 2が圧入され、この前蓋 6 2 の内面に、上記円璟部材 6 0の内側に嵌まり込む円環部 6 3が形成されており、s この円環部 6 3と、円璟部材 6 0の円環部 6 1 との間に嵌合すき間 5が設けられている。

また、上記円環部材 6 0と内輪 1 の円筒面 5 との間には、図 1 6及び図 1 7に示すように円简ころ軸受 6 4が組込まれている。この円筒ころ軸受 6 4は、璦状のころ保持器 6 5 と、そのころ保持器 6 5により円周方向に 1 2 0度間隔で配置される 3個の円筒ころ 6 6 とから成り、この円筒ころ 6 6の転がりにより保持器 5 6を內輪 1 に対して回転案内する。

上記円筒ころ 6 6の直径寸法は、円璟部材 6 0 と内輪 1 との間の半径方向間隔より大きく、各円筒ころ 6 6が円環部材 6 0 と内輪 1 の間で圧入状態で組込まれるように設定されており、その円筒ころの圧入により、図 8 と同様に円璟部材 6 0が円筒ころ 6 6を頂点として変形し、その変形部分で円璟部 6 1 と円環部 6 3 とが接触するようになつている。

上記のような構造の実施例においては、内輪 1の貫通孔 5 3に、原動機の駆動軸を嵌入し、外輪 2のベルト溝 5 1、 5 2に、直接伝動ベルトを介して従動側の外部機器を連結する。そして、図 1 5に示すように、内輪 1の円筒面 5 と全てのバネ扳 8 a〜 8 hにローラ 1 3が当接した状態で、内輪 1が矢印の方向に回耘すると、 π—ラ 1 3が円筒面 5 と係合面 9に嚙み込んでクラッチが成立する。このため、外輪 2が内輪 1 と一体で面転し、外輪 2から直接外部機器へ駆動力が伝達される。

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 1 9に鑌線で示すように、クラッチを構成しているバネ扳 8 a〜 8 hがぬすみ 7側に撓み、過負荷が継続すると、ローラ 1 3が最小すきま部を通過する。この場合、 8個のバネ板 8 a〜 8 hが同時に撓んで作用するときの伝達トルクをリミツタトルク Tに設定する。

上記のトルク伝達が解放された状態で原動機が面転を続け、内輪 1 と外輪 2が相対面転すると、円璟部材 6 0が円環部 6 1 と円環部 6 3の接触によって、円璟部 6 3の外径を中心に面転運動をしながらクリーブを生じる。このため、各ローラ 1 3は低い速度で次の係合位置まで移動する。

この移動において、図 1 5に示すように先ず最初に、バネ板 8 dに次のローラ 1 3が再係合するとすると、この時の係合は、バネ扳 8 dだけが係合し、不等ピッチで配置される他のバネ板 8 a〜 8 c、 8 e〜 8 hは係合しないため、その伝達トルクは上記リミッタトルク Tよりも小さく、初期に設定したトルクが従動側の外輪 2に伝達されない。

同じ様に、他のバネ板 8 a〜 8 c、 8 e〜 8 hにもそれぞれ嚼次ロ一ラ 1 3が係合するが、その各場合も 8個のパネ板が同時に係合しないため、伝達トルクは小さい。

このため、設定トルクでのローラ 1 3の係合間隔は、図 2のように扳ばね 8の各辺を等ピッチにしたものに比べて 8倍になり、トルクリミッタが自動復帰する

5 時間間隔は 8倍に延县されることになる。

一方、上記の構造において、ローラ 1 3が次の円筒面 5 とバネ板 8 a〜 8 の係合位置まで移動し、係合状態に入る場合、保持器 5 6は、回転構造が転がり軸受と同じであるため、内輪の面耘のほぼ 1 / 2の速度で面耘しょうとするが、ク U—プを発生する円瑗部材 6 0は、それより著しく低い速度で面転しようとする

, ο ため、両者の間で面耘数の差が生じる。その場合、雨者の lifeの差によって生じるトルクが、保持器 5 6と円璟部材 6 0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面ると、保持器 5 6と円璟部材 6 0が相対面転し、雨者間の 11転の差を吸収する。このため、クリープを発生する円環部材 6 0 と R璟部 6 3の接触部分や、ローラ 1 3と内輪 1の間に大きなすべりが生じず、 5 それらの表面の摩耗が抑制される。

なお、上記第 6の実施例では、バネ扳 8 a〜 8 hの各ピッチがそれぞれ異なるように配置している場合を述べたが、他の実施例のように等ビッチで配置することもできる。

また、上述した各実施例では、內輪を駆動側に、外輪を従動側にしたが、逆に₀ 内輪を固定し、外輪を駆動側にして面転させるようにしても、上述と同じ作用が得られる

また、係合面 9を扳伏のバネで形成し、クラッチの開放をその扳状バネの変形により行なうようにしたが、係合面 9又は円筒面 5における最小すきま部近傍の表面だけをゴム等の弾性材で形成し、その弾性変形によりローラ 1 3の通過を行5 なえるようにしてもよい。

ί産業上の利用可能性〕

以上のように、この発明は、 2つの軌道輪の間に、円筒面と係合面によりクラ yチの係合子が係合する複数の係合位置を設け、その係合子を保持する保持器を駆動側の軌道輪に対して减速させて回転させるようにしたので、 1つの係合位置から次の係合位置へ移動する係合子を低速で回転させることができる。このため、クラツチによるトルク伝達の遮断から再連結までの時閭を县くでき、異常状態からの面復ゃ機械停止のための充分な時間余裕を備えたトルクリミッタを提供することができる。

Claims

— l — 請求の範囲

1 . 一方が駆動厠、他方が従動側になる 2つの軌道輪を内外に嵌合させ、その両軌道輪の対向する面の一方に円筒面を、他方に係合面を形成し、上記雨軌道輪の間に組込んだ保持器のボケットに、上記円筒面と係合面に係合する係合子を設け、上記円筒面又は係合面の係合子との係合部分を弾性変形可能に形成し、上記保持器に、駆動側の軌道輪の回転を減速して伝える减速手段を連結した自動復帰機能付トルクリミッタ。

2 . 上記係合面を、円筒面に対して多角形状をなす面で形成した請求項 1に記載の自動復帰機能付トルクリミッタ。

I 0 3 . 上記婊速手段を、従動側の軌道輪と保持器にそれぞれ共面りするように関連させて設けられ、互いにすき間をもって内外に嵌合する円環部と、その各円環部の一方を偏心させて両瑷部を接触させる偏心付与機構と、から構成した請求項 1又は 2に記載の自動復帰機能付トルクリミッタ。

4 . 上記减速手段を、従動側の軌道論と保持器にそれぞれ共回りするように関連

, 5 させて設けられ、互いにすき間をもって内外に嵌合する円璟部と、保待器と駆動側の軌道輪との間に圧入され、保持器に関連した円環部を変形させることにより上記雨円環部を接触させる転動体と、から構成した請求項 1又は 2に記載の自動復帰機能付トルクリミッタ。

5 . 上記円筒面又は係合面の係合部分を板状の ¾性材で形成し、その弾性材の背 0 面側に、弾性材の変形を許容するぬすみを設けた請求項 1乃至 4のいずれかに記載の自動復帰機能付トルクリミッタ。

6 . 上記弾性材の表面に、係合面又は円筒面に向かう突起を設けた請求項 5に記載の自動復帰機能付トルクリミッタ。

7 . 上記従動側の軌道輪に、歯車、ベルト溝、スプライン等の動力伝達手段を一₅ 体に形成した請求項 1乃至 6のいずれかに記載の自動復帰機能付トルクリミッタ