(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源側の出力軸に連結された入力プレートと、
被駆動装置の入力軸に連結され、前記入力プレートに対して離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結された出力プレートと、
前記入力プレートと前記出力プレートとの対向面間に前記両プレートの周方向に沿って複数箇所に遊星状に配置され、前記駆動源側から前記被駆動装置側へのトルク伝達時に前記被駆動装置側に過負荷が発生した際に、前記駆動源側から前記被駆動装置側へのトルク伝達を遮断する複数の過負荷保護機構と
を備えたトルクリミターにおいて、
前記過負荷保護機構は、
前記入力プレートに配設され、前記出力プレートとの対向面側に凹陥状のポケット部が形成されたプランジャ受部と、
前記出力プレートに配設され、前記ポケット部内に挿脱可能に挿入されるプランジャと、
このプランジャの周囲に配設されたリング状のトルク伝達リングと、
前記プランジャの外周面に敷き詰められた複数の転動体と、
前記出力プレートに配設され、前記転動体を介して前記プランジャを前記ポケット部内に挿入する方向に付勢する付勢部材とを具備し、
前記プランジャの外周面に前記プランジャから前記トルク伝達リング側にトルク伝達が可能なトルク伝達位置で前記転動体と接触する第１の傾斜面と、
前記駆動源側から前記被駆動装置側へのトルク伝達時に前記被駆動装置側に過負荷が発生した際に、前記プランジャを前記ポケット部から引き出す方向に前記プランジャに作用する押圧力によって前記転動体を前記プランジャと前記トルク伝達リングとの間のトルク伝達を遮断するトルク伝達遮断位置方向に移動させる第２の傾斜面とを設け、
前記第２の傾斜面は、前記付勢部材からの付勢力が前記転動体を介して前記プランジャに伝達された際に前記プランジャを前記ポケット部に挿入する方向に押圧する押圧力を発生可能な角度に設定されていることを特徴とするトルクリミター。
【請求項２】
前記転動体は、ボールまたはセグメントであることを特徴とする請求項１に記載のトルクリミター。
【請求項３】
前記入力プレートは、前記複数の過負荷保護機構の各プランジャ受部装着用の穴部のうち、いずれか１つにおける前記プランジャ受部のはめあい寸法が圧入寸法に設定され、他の穴部は、全て隙間ばめ寸法に設定されるとともに、前記プランジャ受部は前記入力プレートにねじ止め固定されていることを特徴とする請求項１に記載のトルクリミター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータと被駆動装置の間に組み込まれ、過負荷（オーバーロード）が被駆動側に発生した際に機械（主に減速機、被駆動側の軸）が破損することを防止するトルクリミターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、モータなどの駆動源と被駆動装置との間の動力伝達時に被駆動装置側に過負荷（オーバーロード）が発生した場合には被駆動装置側はロックされ、モータパワーの３倍以上のトルクが発生し、機械（主に減速機、被駆動側の軸）が破損する事故が発生する。このような事故から機械を守り、過負荷が発生しても機械を保護して機械のダウンタイムを最小限にする装置としてトルクリミターが使用される。このトルクリミターはモータなどの駆動源と被駆動装置との間に組み込まれ、主に減速機の入力軸か出力軸に取付けて使用される。そして、過負荷が発生すると、トルクリミターはその設定トルクで作動し、駆動源と被駆動装置との間の連結が切り離されて空転するようになっている。この動作にはタイムラグが小さく、負荷が設定トルクに到達した瞬間に迅速に作動するので、確実に機械が保護される。
【０００３】
また、この種のトルクリミターとして従来から駆動源側からの動力が入力側のハブからボールを介して出力側のドライブプレートに伝達されるボール機構が知られている。ここで、入力側のハブのフランジ部には複数個のボールが入る孔が形成されている。さらに、出力側のドライブプレートにはボールが入る円錐座のポケットが形成されている。そして、トルク伝達時にはボールがスプリングで加圧され、ドライブプレートのポケット内に挿入された状態で保持されることにより、動力が伝達されるようになっている。また、運転中に、被駆動装置側に過負荷が発生すると、被駆動装置側がロックされて出力側のドライブプレートの回転が停止されることにより、ボールはドライブプレートのポケットから飛出し、動力を遮断するようになっている。
【０００４】
その他のトルクリミターとしてプランジャー式トルクリミターがある。このプランジャー式トルクリミターには図７（Ａ），（Ｂ）に示すように駆動源側の出力軸に連結された入力プレートａと、被駆動装置の入力軸に連結され、入力プレートａに対して離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結された出力プレートｂとが設けられている。さらに、入力プレートａと出力プレートｂとの対向面間には両プレートの周方向に沿って複数箇所に遊星状に過負荷保護機構としてのプランジャー機構ｃが配置されている。このプランジャー機構ｃには入力プレートａにおける出力プレートｂとの対向面側に円錐状の凹陥部であるポケット部ｄが形成されている。
【０００５】
また、出力プレートｂにはトルク伝達状態を断続操作するプランジャｅが配設されている。このプランジャｅの先端にはポケット部ｄ内に挿脱可能に挿入される円錐部ｅ１が形成されている。さらに、このプランジャｅの周囲にはリング状のトルク伝達リングｆが配設され、このトルク伝達リングｆの上には複数のボールｇが敷き詰められている。
【０００６】
また、出力プレートｂにはボールｇを介してプランジャｅの円錐部ｅ１をポケット部ｄ内に挿入する方向に付勢する圧縮ばね（付勢部材）ｈが配設されている。さらに、プランジャｅの外周面には図８に示すように略円錐状のボール受け面ｅ２が形成されている。
【０００７】
そして、駆動源側から被駆動装置側へのトルク伝達時には図７（Ａ）に示すように圧縮ばねｈのばね力によってボールｇがプランジャｅのボール受け面ｅ２とトルク伝達リングｆとの間に接触した状態で保持される。このとき、プランジャｅの先端の円錐部ｅ１が入力プレートａのポケット部ｄに挿入された状態で保持されることにより、動力が入力プレートａからプランジャｅ、トルク伝達リングｆを介して出力プレートｂに伝達されるようになっている。また、運転中に、被駆動装置側に過負荷が発生すると、図７（Ｂ）に示すようにプランジャｅの先端の円錐部ｅ１は入力プレートａの円錐座のポケット部ｄを滑りながら軸方向に移動してこのポケット部ｄから飛出し、動力を遮断するようになっている。このとき、ボールｇはボール受け面ｅ２を乗り越えてプランジャｅの周壁面と当接する位置まで移動することにより、プランジャｅの動きを逃がすようになっている。
【０００８】
また、図９（Ａ），（Ｂ）および図１０は従来の自動復帰型のプランジャー式トルクリミターを示すものである。ここでは、図１０に示すようにプランジャｅの先端の円錐部ｅ１を入力プレートａのポケット部ｄに挿入する方向に直接的に付勢する圧縮ばねｉが設けられている。
【０００９】
そして、駆動源側から被駆動装置側へのトルク伝達時には図１０に示すように圧縮ばねｉのばね力によってプランジャｅが入力プレートａの方向に押圧され、プランジャｅの先端の円錐部ｅ１が入力プレートａのポケット部ｄに挿入された状態で保持されることにより、動力が入力プレートａからプランジャｅを介して出力プレートｂに伝達されるようになっている。また、運転中に、被駆動装置側に過負荷が発生すると、プランジャｅの先端の円錐部ｅ１が入力プレートａの円錐座のポケット部ｄを滑りながら軸方向に移動して入力プレートａのポケット部ｄから飛出し、動力を遮断するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のボール機構を内蔵した従来のトルクリミターでは作動後の復帰位置の誤差や、作動までの回転方向の動きを小さくするには、入力側のハブのフランジ部に形成される複数個のボール挿入孔とボールとのクリアランスを小さくする必要がある。さらに、ボールが入るハブのボール挿入孔とドライブプレートの円錐座の位置精度が重要となる。これらの精度はハブや、ドライブプレートの製作時の加工機械の精度によって決まるので、精密加工や熱処理後の研磨加工、また部品の厳密な管理体制が必要とされる。そのため、ハブや、ドライブプレートの製造が難しく、コスト高になる問題がある。
【００１１】
また、図７（Ａ），（Ｂ）および図８に示す従来のプランジャー式トルクリミターでは被駆動装置側に過負荷が発生してトルクリミターが作動した際に、図７（Ｂ）に示すようにプランジャｅが入力プレートａの円錐座のポケット部ｄから飛出し、動力を遮断した状態で、ボールｇはプランジャｅのボール受け面ｅ２を乗り越えてプランジャｅの周壁面と当接する位置まで移動することにより、プランジャｅの動きを逃がすようになっている。この状態では、圧縮ばねｈのばね力はプランジャｅには全く作用しないので、トルクリミターの作動後にプランジャｅを図７（Ａ）に示すトルク伝達位置に戻すための面倒な作業が必要になる問題がある。
【００１２】
また、図９（Ａ），（Ｂ）および図１０に示す従来の自動復帰型のプランジャー式トルクリミターではプランジャｅには圧縮ばねｉのばね力が常に作用し、プランジャｅが入力プレートａの方向に押圧されている。そのため、この場合にはトルクリミターが作動し、プランジャｅが入力プレートａの円錐座のポケット部ｄから飛出し、動力を遮断した際に、プランジャｅが再び入力プレートａの円錐座のポケット部ｄの位置まで回転した時点で入力プレートａの円錐座のポケット部ｄ内にプランジャｅが自動的に挿入された状態に復帰するようになっている。
【００１３】
しかしながら、この場合にはプランジャｅが入力プレートａの円錐座のポケット部ｄから飛出し、動力を遮断した際に、プランジャｅの先端の円錐部ｅ１が入力プレートａの面（転動面）を滑りながら回転するので、そのときの摩擦抵抗が大きくなる。そのため、この場合には作動後の空転トルクが高くなるので、プランジャｅの先端の円錐部ｅ１と入力プレートａの面（転動面）との摺動部分の摩耗が生じ、トルクリミター全体の耐久性が低下する問題がある。
【００１４】
さらに、この従来の自動復帰型のプランジャー式トルクリミターではトルクリミターが作動し、プランジャｅが入力プレートａの円錐座のポケット部ｄから飛出す際にプランジャｅは圧縮ばねｉのばね力に抗して入力プレートａのポケット部ｄの円錐座に沿って軸方向に移動する。このときのプランジャｅの動きは、動力を遮断する際にプランジャｅに作用する最大荷重の５５％の荷重が加わるとプランジャｅが動き始め、プランジャｅがポケット部ｄから飛出す直前にプランジャｅに作用する荷重が最大となる（図６（Ｂ）参照）。そのため、従来の自動復帰型のプランジャー式トルクリミターではプランジャｅが動き始めてからランジャｅに作用する荷重が最大になるまでのプランジャｅの移動距離が比較的長いので、作動までの回転方向の内部捩れが大きくなり、捩り剛性が比較的小さい問題がある。その結果、モータなどの駆動源の運転中に、被駆動装置側に過負荷が発生した際にトルクリミターが作動するまでのタイムラグがあり、機械全体の耐久性の向上を図るうえで問題がある。
【００１５】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、作動後の空転時のトルクを小さくすることができ、全体の耐久性の低下を防止できるとともに、作動までの回転方向の内部捩れを小さくして捩り剛性を強くすることができるトルクリミターを提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、加工精度を格別に高くすることなく過負荷保護機構の位置決め精度を高め、作動後の復帰位置の誤差を小さくすることができるトルクリミターを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、駆動源側の出力軸に連結された入力プレートと、被駆動装置の入力軸に連結され、前記入力プレートに対して離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結された出力プレートと、前記入力プレートと前記出力プレートとの対向面間に前記両プレートの周方向に沿って複数箇所に遊星状に配置され、前記駆動源側から前記被駆動装置側へのトルク伝達時に前記被駆動装置側に過負荷が発生した際に、前記駆動源側から前記被駆動装置側へのトルク伝達を遮断する複数の過負荷保護機構とを備えたトルクリミターにおいて、前記過負荷保護機構は、前記入力プレートに配設され、前記出力プレートとの対向面側に凹陥状のポケット部が形成されたプランジャ受部と、前記出力プレートに配設され、前記ポケット部内に挿脱可能に挿入されるプランジャと、このプランジャの周囲に配設されたリング状のトルク伝達リングと、前記プランジャの外周面に敷き詰められた複数の転動体と、前記出力プレートに配設され、前記転動体を介して前記プランジャを前記ポケット部内に挿入する方向に付勢する付勢部材とを具備し、前記プランジャの外周面に前記プランジャから前記トルク伝達リング側にトルク伝達が可能なトルク伝達位置で前記転動体と接触する第１の傾斜面と、前記駆動源側から前記被駆動装置側へのトルク伝達時に前記被駆動装置側に過負荷が発生した際に、前記プランジャを前記ポケット部から引き出す方向に前記プランジャに作用する押圧力によって前記転動体を前記プランジャと前記トルク伝達リングとの間のトルク伝達を遮断するトルク伝達遮断位置方向に移動させる第２の傾斜面とを設け、前記第２の傾斜面は、前記付勢部材からの付勢力が前記転動体を介して前記プランジャに伝達された際に前記プランジャを前記ポケット部に挿入する方向に押圧する押圧力を発生可能な角度に設定されていることを特徴とするトルクリミターである。
そして、本請求項１の発明では、駆動源側から被駆動装置側へのトルク伝達時には転動体がプランジャの外周面の第１の傾斜面に接触されたトルク伝達位置で保持される。この状態では付勢部材からの付勢力が転動体を介してプランジャに作用し、プランジャがポケット部内に挿入された状態で保持されることにより、入力プレート側からの動力がプランジャ受部、プランジャ、トルク伝達リングを順次介して出力プレート側に伝達される。また、駆動源側から被駆動装置側へのトルク伝達時に被駆動装置側に過負荷が発生し、被駆動装置側がロックされて出力プレート側の回転が停止された場合には、プランジャにプランジャ受部のポケット部から離脱させようとする力が働く。このとき、プランジャが軸方向の移動を開始すと同時に転動体は、第１の傾斜面を第２の傾斜面の方向に斜面を乗り上げ始める。ここで、第２の傾斜面は第１の傾斜面と比べて傾斜角が緩やかな斜面になっているため、付勢部材からの付勢力が転動体を介してプランジャに作用する軸方向成分の荷重は転動体が第１の傾斜面に接触している場合に比べて極端に小さくなる。これにより、転動体が第２の傾斜面に乗り上げる直前がピークトルクとなり、ピークトルクまでの転動体の変位量が小さくなるので、被駆動装置側に過負荷が発生後、トルク伝達が遮断されるまでの入出力プレートの捩れが小さくなる。また、作動後の空転トルクも作動トルクの１０％以下になるようにしたものである。さらに、転動体が第２の傾斜面に乗り上げた状態で、付勢部材からの付勢力を転動体を介してプランジャに伝達可能な角度に第２の傾斜面の角度を設定することにより、転動体からプランジャの第２の傾斜面にプランジャをポケット部に挿入する方向に押圧する押圧力を発生させ、入力プレートのポケット部内にプランジャが自動的に挿入された状態に復帰するようにしたものである。
【００１８】
請求項２の発明は、前記転動体は、ボールまたはセグメントであることを特徴とする請求項１に記載のトルクリミターである。
【００１９】
そして、本請求項２の発明では、付勢部材からの付勢力をプランジャの外周面に円周状に敷き詰められたボールまたはセグメントのいずれかを介してプランジャに伝達し、プランジャをポケット部内に挿入する方向に付勢するようにしたものである。
【００２１】
請求項３の発明は、前記入力プレートは、前記複数の過負荷保護機構の各プランジャ受部装着用の穴部のうち、いずれか１つにおける前記プランジャ受部のはめあい寸法が圧入寸法に設定され、他の穴部は、全て隙間ばめ寸法に設定されるとともに、前記プランジャ受部は前記入力プレートにねじ止め固定されていることを特徴とする請求項１に記載のトルクリミターである。
そして、本請求項３の発明では、入力プレートにおける複数のプランジャ受部装着用の穴部のうちいずれか１つの穴部のみにプランジャ受部を圧入させ、他の穴部は、全て隙間ばめ状態でプランジャ受部を装着させることにより、圧入したプランジャ受部を基準に、他の穴部のプランジャ受部のポケット部内に順次プランジャを挿入し、予圧を加えて位置調整した状態で、入力プレートにねじ止め固定する。これにより、加工や熱処理等による位置誤差があっても全てプランジャ受部の固定位置がプランジャの位置にならって補正され、出力プレートの複数のプランジャとの位置精度誤差を組立調整によってなくして、作動後の復帰位置精度を｜２０秒｜以下にし、作動後は、１回転後に作動前の位置にかならず自動復帰するようにしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図６を参照して説明する。図１は本実施の形態のトルクリミター１を例えばプラスチックの押出機２に装着した例である。ここでは、押出機２のスクリュー部３の駆動軸に減速機（被駆動装置）４が連結されている。そして、この減速機４の入力軸にトルクリミター１が取付けられている。
【００２３】
さらに、トルクリミター１の入力側にはプーリー５が組み込まれている。このプーリー５にはベルト６を介してモータ（駆動源側）７の駆動力が伝達されるようになっている。なお、トルクリミター１の入力側への動力伝達はプーリー５だけではなくカップリング等あらゆる動力伝達部品を組み込む事ができる。
【００２４】
また、図２（Ａ），（Ｂ）は本実施の形態のトルクリミター１の構成を示すものである。このトルクリミター１には駆動源側のモータ７の出力軸に連結されたディスク状の入力プレート１１と、被駆動装置である減速機４の入力軸に連結され、入力プレート１１に対して離間対向配置された状態で、軸回り方向に回転自在に連結されたディスク状の出力プレート１２とが設けられている。さらに、入力プレート１１と出力プレート１２との対向面間には図２（Ａ）に示すように複数、本実施の形態では３つの過負荷保護機構１３が両プレート１１，１２の周方向に沿って複数箇所（３箇所）に遊星状に配置されている。
【００２５】
また、各過負荷保護機構１３には、図３に示すように入力プレート１１に配設されたプランジャ受部１４と、出力プレート１２に配設された軸状のプランジャ１５とが設けられている。ここで、入力プレート１１には出力プレート１２との対向面側に３つのプランジャ受部装着用の穴部１６が形成されている。これら３つのプランジャ受部装着用の穴部１６のうち、いずれか１つにおけるプランジャ受部１４のはめあい寸法が圧入寸法に設定され、他の穴部１６は、全て隙間ばめ寸法に設定されている。さらに、各プランジャ受部１４には出力プレート１２との対向面側にプランジャ１５が挿脱可能に挿入される凹陥状の円錐座のポケット部１７がそれぞれ形成されている。
【００２６】
また、３つのプランジャ受部装着用の穴部１６のうちいずれか１つの穴部１６のみにプランジャ受部１４を圧入させ、他の穴部１６には、全て隙間ばめ状態でプランジャ受部１４が装着されている。さらに、各プランジャ受部１４には軸心部にねじ穴１４ａがそれぞれ形成されている。そして、各プランジャ受部１４のねじ穴１４ａには入力プレート１１のねじ挿通孔１１ａ内に挿入された固定ねじ１８が螺着され、ねじ止め固定されている。このとき、圧入したプランジャ受部１４を基準に、他の穴部１６のプランジャ受部１４のポケット部１７内に順次プランジャ１５の円錐部１５ａを挿入し、予圧を加えて位置調整した状態で、入力プレート１１にねじ止め固定することにより、加工や熱処理等による位置誤差があっても全てプランジャ受部１４の固定位置がプランジャ１５の位置にならって補正され、出力プレート１２の３つのプランジャ１５との位置精度誤差を組立調整によってなくすことができる。
【００２７】
また、出力プレート１２には３つのプランジャ装着穴１９が形成されている。各プランジャ装着穴１９には入力プレート１１との対向面側の端縁部に他の部分よりも開口面積が小さい小径な軸受部１９ａが形成されている。この軸受部１９ａの上にはプランジャ１５の周囲に配設されたリング状のトルク伝達リング２０が装着されている。
【００２８】
また、プランジャ１５の外周面にはトルク伝達リング２０の上に複数のボール（転動体）２１が円周状に敷き詰められている。なお、転動体としては複数のボール２１に代えてセグメントであってもよい。
【００２９】
さらに、出力プレート１２の各プランジャ装着穴１９にはボール２１を介してプランジャ１５をポケット部１７内に挿入する方向に付勢する圧縮ばね（付勢部材）２２が配設されている。なお、圧縮ばね２２は皿ばね、圧縮コイルばねなどでもよい。圧縮ばね２２とボール２１との間にはリング状のコーン２３が配設されている。図４に示すようにこのコーン２３におけるボール２１との接触面には円錐形状の凹陥部２３ａが形成されている。この凹陥部２３ａの傾斜面２３ｂの傾斜角度θ１はプランジャ１５の軸方向と直交する平面に対して例えば２５°程度に設定されている。
【００３０】
また、プランジャ１５の先端にはポケット部１７内に挿脱可能に挿入される円錐部１５ａが形成されている。この円錐部１５ａの傾斜角度αは例えば４５°程度に設定されている。さらに、プランジャ１５の外周面にはボール２１との接触面に２つの傾斜面２４，２５が形成されている。ここで、プランジャ１５のボール接触面における基端部側（図４中で上側）には第１の傾斜面２４、先端側（図４中で下側）には第２の傾斜面２５がそれぞれ配置されている。なお、第１の傾斜面２４の傾斜角度θ２はプランジャ１５の軸方向に対して例えば４５°程度、第２の傾斜面２５の傾斜角度θ３はプランジャ１５の軸方向に対して例えば２０°程度にそれぞれ設定されている。
【００３１】
そして、図３に示すようにプランジャ１５の第１の傾斜面２４にボール２１が接触した状態で、プランジャ１５からトルク伝達リング２０側にトルク伝達が可能なトルク伝達位置で保持されるようになっている。さらに、駆動源側から被駆動装置側へのトルク伝達時に被駆動装置側に過負荷が発生した際に、プランジャ１５をポケット部１７から引き出す方向にプランジャ１５に作用する押圧力によってプランジャ１５が軸方向の移動を開始すと同時にボール２１は、第１の傾斜面２４を第２の傾斜面２５の方向に斜面を乗り上げ始める。そして、プランジャ１５の円錐部１５ａがポケット部１７から飛出した状態では、図５に示すようにボール２１がプランジャ１５の第２の傾斜面２５に接触する方向、すなわちプランジャ１５とトルク伝達リング２０との間のトルク伝達を遮断するトルク伝達遮断位置方向に移動されるようになっている。
【００３２】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態のトルクリミター１の使用中、駆動源側から被駆動装置側へのトルク伝達時には図３に示すように３つの過負荷保護機構１３のボール２１がプランジャ１５の外周面の第１の傾斜面２４に接触されたトルク伝達位置で保持される。この状態では圧縮ばね２２からのばね力がボール２１を介してプランジャ１５に作用し、プランジャ１５がポケット部１７内に挿入された状態で保持される。これにより、入力プレート１１側からの動力がプランジャ受部１４、プランジャ１５、トルク伝達リング２０を順次介して出力プレート１２側に伝達される。
【００３３】
また、駆動源側から被駆動装置側へのトルク伝達時に被駆動装置側に過負荷が発生し、被駆動装置側がロックされて出力プレート１２側の回転が停止された場合には、プランジャ１５にプランジャ受部１４のポケット部１７から離脱させようとする力が働く。このとき、プランジャ１５が軸方向の移動を開始すと同時にボール２１は、第１の傾斜面２４を第２の傾斜面２５の方向に斜面を乗り上げ始める。ここで、第２の傾斜面２５は第１の傾斜面２４と比べて傾斜角が緩やかな斜面になっているため、圧縮ばね２２からのばね力がボール２１を介してプランジャ１５に作用する軸方向成分の荷重はボール２１が第１の傾斜面２４に接触している場合に比べて極端に小さくなる。これにより、ボール２１が第２の傾斜面２５に乗り上げる直前がピークトルクとなり、ピークトルクまでのボール２１の変位量が小さくなる。そのため、被駆動装置側に過負荷が発生後、トルク伝達が遮断されるまでの入出力プレート１２，１２の捩れが小さくなる。
【００３４】
そして、プランジャ１５の先端の円錐部１５ａが入力プレート１１のプランジャ受部１４のポケット部１７を滑りながら軸方向に移動して図５に示すようにポケット部１７から飛出すことにより、動力が遮断される。このとき、プランジャ１５の軸方向の移動動作に連動して図示しないリミットスイッチが作動し、駆動源側のモータ７の運転が停止される。
【００３５】
また、トルクリミター１の作動後、圧縮ばね２２からのばね力はボール２１を介してプランジャ１５の第２の傾斜面２５に作用する。そのため、再び駆動源側のモータ７の運転が開始され、プランジャ１５の先端の円錐部１５ａが入力プレート１１のプランジャ受部１４のポケット部１７の位置に達した時点でプランジャ１５の先端の円錐部１５ａが入力プレート１１のプランジャ受部１４のポケット部１７に挿入される状態に自動的に復帰する。
【００３６】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態のトルクリミター１ではプランジャ１５の外周面にプランジャ１５からトルク伝達リング２０側にトルク伝達が可能なトルク伝達位置でボール２１と接触する第１の傾斜面２４と、駆動源側から被駆動装置側へのトルク伝達時に被駆動装置側に過負荷が発生した際に、プランジャ１５をポケット部１７から引き出す方向にプランジャ１５に作用する押圧力によってボール２１をプランジャ１５とトルク伝達リング２０との間のトルク伝達を遮断するトルク伝達遮断位置方向に移動させる第２の傾斜面２５とを設けている。そして、図３に示すようにプランジャ１５の第１の傾斜面２４にボール２１が接触した状態で保持されている状態では圧縮ばね２２からのばね力がボール２１を介してプランジャ１５に作用し、プランジャ１５がポケット部１７内に挿入された状態で保持される。この状態では、プランジャ１５からトルク伝達リング２０側にトルク伝達が可能なトルク伝達位置で保持され、入力プレート１１側からの動力をプランジャ受部１４、プランジャ１５、トルク伝達リング２０を順次介して出力プレート１２側に伝達させることができる。
【００３７】
また、駆動源側から被駆動装置側へのトルク伝達時に被駆動装置側に過負荷が発生した場合にはプランジャ１５が軸方向に移動し、ボール２１はプランジャ１５の第１の傾斜面２４から第２の傾斜面２５の位置まで乗り上げ、入力プレート１１から出力プレート１２への動力は遮断される。このとき、第２の傾斜面２５の傾斜角θ３は第１の傾斜面２４の傾斜角θ２と比べて緩やかな斜面（θ３＜θ２）になっている為、圧縮ばね２２からコーン２３を介してプランジャ１５側に加わるばね荷重Ｆｓのうちプランジャ１５に加わる軸方向成分の荷重Ｆｔはボール２１が第１の傾斜面２４に接触している状態に比べて第２の傾斜面２５に接触した状態では１/１０程度になる。そのため、ボール２１が第１の傾斜面２４に接触している図３の状態の軸方向成分の荷重Ｆｔ１を１０、ばね荷重Ｆｓ１を３０とすると、第２の傾斜面２５にボール２１が乗り上げた図５の状態の軸方向成分の荷重Ｆｔ２は３、ばね荷重Ｆｓ２は３３となる。
【００３８】
したがって、被駆動装置側に過負荷が発生した際に、プランジャ１５にプランジャ受部１４の円錐座のポケット部１７から離脱しようとする力が働き、プランジャ１５が軸方向の移動を開始すると同時にボール２１が、第１の傾斜面２４を第２の傾斜面２５の方向に斜面を乗り上げ始める動作を開始するのは図６（Ａ）に示すようにピークトルク（作動トルク）の９０％以上の負荷が加わった時となる。これにより、ボール２１が第２の傾斜面２５に乗り上げる直前がピークトルクとなり、ボール２１がピークトルク位置まで移動する際の軸方向成分の荷重Ｆｔの変位量が５％程度となるので、作動までの入出力プレート１２，１２の捩れが小さくなる。その結果、トルクリミター１の作動までの回転方向の内部捩れを小さくして捩り剛性を強くすることができるので、モータ７などの駆動源の運転中に、被駆動装置側に過負荷が発生した際にトルクリミター１が作動するまでのタイムラグを効果的に低減し、機械全体の耐久性の向上を図ることができる。
【００３９】
なお、図６（Ａ），（Ｂ）は横軸がトルクリミター１の作動荷重を１００％とした時のプランジャ１５に外部から加わる荷重を表わす。縦軸は外部から加わった荷重に対しプランジャ１５の移動を表わす。本実施の形態のトルクリミター１は図６（Ａ）に示すように作動荷重が加わるぎりぎりまでプランジャ１５は動き始めない。これに対し、従来の自動復帰型のプランジャー式トルクリミター（図９（Ａ），（Ｂ）および図１０参照）では図６（Ｂ）に示すように５５％の荷重が加わるとプランジャーが動き始める。ここで、トルクリミター１が作動するところはプランジャ１５の先端ラジアル荷重Ｆｐｒが最大になった時点である。このＦｐｒの最大値の位置は本実施の形態のトルクリミター１と従来のトルクリミターとでは異なる。すなわち、本実施の形態のトルクリミター１ではプランジャ１５が０．３ｍｍ移動した時点で最大になり、その後、小さくなる。従来のトルクリミターではプランジャーが最も移動した３ｍｍのところで最大となる。なお、剛性の最も重要な要素となるバネ定数は本実施の形態のトルクリミター１と従来のトルクリミターとで同一として行っている。この結果、本実施の形態のトルクリミター１がプランジャー始動時の荷重Ｆｐｒは４６６Ｋｇで最大時の９９％であるのに対し、従来のトルクリミターは１３７Ｋｇで最大時の５５％となっていることから、本実施の形態のトルクリミター１の剛性が優れていることがわかる。この違いがトルクリミターの性能の違いとなる。
【００４０】
また、作動後の空転トルクも作動トルクの１０％以下になるので、作動後の空転時のトルクを従来の自動復帰型のプランジャー式トルクリミター（図９（Ａ），（Ｂ）、図１０参照）よりも小さくすることができる。そのため、プランジャ１５の先端の円錐部１５ａと入力プレート１１の面（転動面）との摺動部分の摩耗を低減することができ、トルクリミター１全体の耐久性の低下を防止することができる。さらに、プランジャ１５の先端の円錐部１５ａと入力プレート１１の面（転動面）との摺動部分の材料を焼入れ処理などの熱処理した材料を格別に使用する必要がなくなり、軽量なアルミニウム材料なども使用可能になるので、コスト的に有利となる。
【００４１】
また、本実施の形態では入力プレート１１の３つのプランジャ受部装着用の穴部１６のうち、いずれか１つにおけるプランジャ受部１４のはめあい寸法を圧入寸法に設定し、他の穴部１６は、全て隙間ばめ寸法に設定し、３つのプランジャ受部装着用の穴部１６のうちいずれか１つの穴部１６のみにプランジャ受部１４を圧入させ、他の穴部１６には、全て隙間ばめ状態でプランジャ受部１４を装着した状態で、各プランジャ受部１４のねじ穴１４ａに固定ねじ１８をねじ止め固定させている。このとき、圧入したプランジャ受部１４を基準に、他の穴部１６のプランジャ受部１４のポケット部１７内に順次プランジャ１５の円錐部１５ａを挿入し、予圧を加えて位置調整した状態で、入力プレート１１にねじ止め固定することにより、加工や熱処理等による位置誤差があっても全てプランジャ受部１４の固定位置がプランジャ１５の位置にならって補正され、出力プレート１２の３つのプランジャ１５との位置精度誤差を組立調整によってなくすことができる。その結果、作動後の復帰位置精度を｜２０秒｜以下にする事が可能になるので、作動後は、１回転後（３６０°回転）に作動前の位置にかならず自動復帰させることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では３つの過負荷保護機構１３の装着位置を図２（Ａ）に示すように半径方向に若干ずらすことにより、作動後は、１回転（３６０°回転）後に作動前の位置に自動復帰させる構成を示したが、３つの過負荷保護機構１３の装着位置を同心円上に配置することにより、作動後は、１／３回転（１２０°回転）後に作動前の位置に自動復帰させる構成にしてもよい。
【００４３】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、プランジャの外周面にプランジャからトルク伝達リング側にトルク伝達が可能なトルク伝達位置で転動体と接触する第１の傾斜面と、駆動源側から被駆動装置側へのトルク伝達時に被駆動装置側に過負荷が発生した際に、プランジャをポケット部から引き出す方向にプランジャに作用する押圧力によって転動体をプランジャとトルク伝達リングとの間のトルク伝達を遮断するトルク伝達遮断位置方向に移動させる第２の傾斜面とを設けたので、作動後の空転時のトルクを小さくすることができ、全体の耐久性の低下を防止できるとともに、作動までの回転方向の内部捩れを小さくして捩り剛性を強くすることができる。さらに、転動体が第２の傾斜面に乗り上げた状態で、付勢部材からの付勢力を転動体を介してプランジャに伝達可能な角度に第２の傾斜面の角度を設定したので、転動体からプランジャの第２の傾斜面にプランジャをポケット部に挿入する方向に押圧する押圧力を発生させ、入力プレートのポケット部内にプランジャが自動的に挿入された状態に復帰させることができる。
【００４５】
請求項２の発明によれば、付勢部材からの付勢力をプランジャの外周面に敷き詰められたボールまたはセグメントのいずれかを介してプランジャに伝達し、プランジャをポケット部内に挿入する方向に付勢することができる。
【００４７】
請求項３の発明によれば、入力プレートの複数のプランジャ受部装着用の穴部のうち、いずれか１つにプランジャ受部を圧入させ、他の穴部に全て隙間ばめ状態でプランジャ受部を装着させることにより、圧入したプランジャ受部を基準に、他の穴部のプランジャ受部のポケット部内に順次プランジャを挿入し、予圧を加えて位置調整した状態で、入力プレートにねじ止め固定する。これにより、加工や熱処理等による位置誤差があっても全てプランジャ受部の固定位置がプランジャの位置にならって補正され、出力プレートの複数のプランジャとの位置精度誤差を組立調整によってなくし、加工精度を格別に高くすることなく過負荷保護機構の位置決め精度を高め、作動後の復帰位置の誤差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のトルクリミターを押出機に装着した使用例を示す全体の側面図。
【図２】（Ａ）は第１の実施の形態のトルクリミターの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図。
【図３】第１の実施の形態のトルクリミターのトルク伝達状態を示す要部の縦断面図。
【図４】第１の実施の形態のトルクリミターのプランジャとボールとの接触部分を示す要部の縦断面図。
【図５】第１の実施の形態のトルクリミターのトルク伝達の遮断状態を示す要部の縦断面図。
【図６】トルクリミター作動荷重を１００％とした時のプランジャーに外部から加わる荷重の比率と、外部から加わった荷重に対するプランジャーの移動量との関係を示すもので、（Ａ）は第１の実施の形態のトルクリミターの特性図、（Ｂ）は従来のトルクリミターの特性図。
【図７】従来のプランジャー式トルクリミターを示すもので、（Ａ）はトルク伝達状態を示す要部の縦断面図、（Ｂ）はトルク伝達の遮断状態を示す要部の縦断面図。
【図８】従来のプランジャー式トルクリミターの要部構成を示す縦断面図。
【図９】従来の自動復帰型のプランジャー式トルクリミターを示すもので、（Ａ）はトルクリミターの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図。
【図１０】図９のトルクリミターのトルク伝達状態を示す要部の縦断面図。
【符号の説明】
１１    入力プレート
１２    出力プレート
１３    過負荷保護機構
１４    プランジャ受部
１５    プランジャ
１６    プランジャ受部装着用穴部
１７    ポケット部
１８    固定ねじ
２０    トルク伝達リング
２１    ボール（転動体）
２２    圧縮ばね（付勢部材）
２４    第１の傾斜面
２５    第２の傾斜面
【図１】
0003649684.tif 000002
【図２】
0003649684.tif 000003
【図３】
0003649684.tif 000004
【図４】
0003649684.tif 000005
【図５】
0003649684.tif 000006
【図６】
0003649684.tif 000007
【図７】
0003649684.tif 000008
【図８】
0003649684.tif 000009
【図９】
0003649684.tif 000010
【図１０】
0003649684.tif 000011