(57)【要約】    【課題】小型で効率の良いトルク調整が可能で、且つトルク調整時、左右の盤体間の間隔が変化しないトルクリミッターを提供する。      【解決手段】  外周部にギア４が設けられた第１の盤体２と外周部にギア１２が設けられた第２の盤体１０とが、互いの対向間隔を一定に保持して相対回転自在に支持されている。移動部材１８が第２の盤体１０に軸方向に設けられている。移動部材１８はトルク調整手段により第２の盤体１０に対して軸方向に移動調整可能となっている。第１の盤体２には、永久磁石６が保持され、移動部材１８には半硬質磁性体２０が保持されている。移動部材１８の第２の盤体１０に対する軸方向の移動により半硬質磁性体２０と永久磁石６との対向間隔が変化する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と半硬質磁性体とを互いの平面部を対向して配置し、これらを相対回転せしめる構成を採用し、永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔をこれらの平面に対して垂直な軸方向に調整可能としたトルクリミッターであって、第１の盤体と、該第１の盤体に対して対向配置された第２の盤体と、前記第１の盤体と第２の盤体との間に構成され、前記第１の盤体と第２の盤体とを、互いの対向間隔を一定に保持して相対回転自在に支持する支持手段と、前記第２の盤体に係止され、該係止位置を軸方向に移動可能に前記第２の盤体に取り付けられた移動部材と、前記移動部材の係止位置を軸方向に移動調整するための調整手段と、前記第１の盤体と前記移動部材とのいずれか一方に設けられた永久磁石と、前記第１の盤体と前記移動部材とのいずれか他方に設けられた半硬質磁性体と、前記第１と第２の盤体の少なくとも一方に設けられた動力伝達機構とを備えたことを特徴とするトルクリミッター。
【請求項２】
前記第１と第２の盤体には、いずれにも動力伝達機構が設けら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ッター。
【請求項３】
前記移動部材は、前記第２の盤体の内径部に係止機構を介して回転不能に係止され、該係止機構が解除可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトルクリミッター。
【請求項４】
前記調整手段は、前記移動部材と第２の盤体のいずれか一方の複数箇所に形成した嵌合凸部と、前記移動部材と第２の盤体のいずれか他方に形成した前記嵌合凸部を受け入れる複数種類の嵌合凹部とを備え、前記嵌合凸部は、選択した１種類の嵌合凹部に嵌合可能に構成されて該嵌合凸部と嵌合凹部とで前記移動部材を前記第２の盤体に回転不能に係止する係止機構を構成し、前記嵌合凹部は、種類ごとに前記嵌合凸部の側面と当接する底面の高さが異なる規制面を有し、前記永久磁石と半硬質磁性体間の吸引方向の磁気力によって前記嵌合凸部の側面が選択した１つの種類の嵌合凹部の規制面に密着するように成し、前記嵌合凸部と嵌合凹部との嵌合状態は、前記移動部材を磁気力に抗して軸方向に押動することで脱着可能とし、前記移動部材を前記第２の盤体に対して回転させることにより前記嵌合凸部を他の種類の嵌合凹部に嵌合可能とし、前記嵌合凸部の嵌合する嵌合凹部の規制面の高さによって前記永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔が定まるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の中のいずれか１つの請求項に記載のトルクリミッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面対向型磁気ヒステリシスカップリングのトルク調整可能なトルクリミッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
外周面に円筒状の永久磁石または半硬質磁性体を設けた内部回転軸と、内周面に円筒状の半硬質磁性体または永久磁石を設けた外部回転軸とからなり、前記永久磁石と半硬質磁性体とを対向配置したトルクリミッターで、外部回転軸の内周面上で前記半硬質磁性体または永久磁石の位置を軸方向に変更することによって、前記永久磁石と半硬質磁性体との対向面積を変える構成のものが従来知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、第１回転軸に固定されたヒステリシス板と第２回転軸に固定されたマグネット板とを対向配置せしめ、更にヒステリシス板にその径方向に移動するサブヨーク板を設け、サブヨーク板のある部分においてはマグネット板からの磁束がサブヨーク板に流れてしまう性質を利用して、磁束の変化をもたらし、これによってトルク調整をするようにしたものが従来知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−３０８２０９号公報
【特許文献２】特開平７−１４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に示すように、永久磁石と半硬質磁性体との対向面積を変更し、トルクの調整を行う構成では、基本構造が軸方向に長い構成となってしまう上、永久磁石と半硬質磁性体との対向面積を変えるために、外部回転軸の内周面上で前記半硬質磁性体または永久磁石の位置を軸方向に変更する必要があり、その変更分、どうしても軸方向に長くなり、大型となってしまう欠点がある。また、上記特許文献２に示す構成では、基本構造としては軸方向に短くなり、軸方向には小型となるが、径方向にサブヨーク板を移動せしめる必要があり、その分どうしても径方向に大型となってまう欠点がある。
【０００５】
即ち、従来技術では、永久磁石と半硬質磁性体との磁気対向面積を変化せしめる構成であったり、永久磁石と半硬質磁性体との磁気対向面積は同じであっても、サブヨークの作用によって磁力がトルクとして作用しないようにする構成であり、調整によって磁気の効力のない部分をつくり、その面積の大きさでトルク調整をするものであるから、どうしても無駄な構成部分が形成され、これが装置を大型にする原因となっていた。
本発明の目的は、永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔を接離方向に調節する構成を採用することで従来技術の上記欠点を解消し、小型化に適した効率の良いトルク調整が可能なトルクリミッターを提供するとともにトルク調整手段の調整操作によって、すくなくとも一方側に動力伝達機構を備えた左右の盤体の対向間隔が変化しないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、永久磁石と半硬質磁性体とを互いの平面部を対向して配置し、これらを相対回転せしめる構成を採用し、永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔をこれらの平面に対して垂直な軸方向に調整可能としたトルクリミッターであって、第１の盤体と、該第１の盤体に対して対向配置された第２の盤体と、前記第１の盤体と第２の盤体との間に構成され、前記第１の盤体と第２の盤体とを、互いの対向間隔を一定に保持して相対回転自在に支持する支持手段と、前記第２の盤体に係止され、該係止位置を軸方向に移動可能に前記第２の盤体に取り付けられた移動部材と、前記移動部材の係止位置を軸方向に移動調整するための調整手段と、前記第１の盤体と前記移動部材とのいずれか一方に設けられた永久磁石と、前記第１の盤体と前記移動部材とのいずれか他方に設けられた半硬質磁性体と、前記第１と第２の盤体の少なくとも一方に設けられた動力伝達機構とを備えたものである。
また本発明は、前記第１と第２の盤体には、いずれにも動力伝達機構が設けられていることを特徴とするものである。
また本発明は、前記移動部材は、前記第２の盤体の内径部に係止機構を介して回転不能に係止され、該係止機構が解除可能であることを特徴とするものである。
また本発明は、前記調整手段は、前記移動部材と第２の盤体のいずれか一方の複数箇所に形成した嵌合凸部と、前記移動部材と第２の盤体のいずれか他方に形成した前記嵌合凸部を受け入れる複数種類の嵌合凹部とを備え、前記嵌合凸部は、選択した１種類の嵌合凹部に嵌合可能に構成されて該嵌合凸部と嵌合凹部とで前記移動部材を前記第２の盤体に回転不能に係止する係止機構を構成し、前記嵌合凹部は、種類ごとに前記嵌合凸部の側面と当接する底面の高さが異なる規制面を有し、前記永久磁石と半硬質磁性体間の吸引方向の磁気力によって前記嵌合凸部の側面が選択した１つの種類の嵌合凹部の規制面に密着するように成し、前記嵌合凸部と嵌合凹部との嵌合状態は、前記移動部材を磁気力に抗して軸方向に押動することで脱着可能とし、前記移動部材を前記第２の盤体に対して回転させることにより前記嵌合凸部を他の種類の嵌合凹部に嵌合可能とし、前記嵌合凸部の嵌合する嵌合凹部の規制面の高さによって前記永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔が定まるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は小型で効率の良いトルク調整が可能なトルクリミッターを提供することができるとともに、トルク調整手段の調整操作によって、左右の盤体間の間隔が変化しないので、盤体に設けた動力伝達機構の位置を一定に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図中、符号２は第１の盤体であり、その円盤部２ａの外周部に入／出力用のギア４（動力伝達機構）が形成され、円盤部２ａの中心に一体的に、軸方向に伸びる管状部２ｂが形成されている。前記円盤部２ａの裏側には、永久磁石用の保持枠２ｃが形成されている。６は、穴付きの円盤状の永久磁石であり、その中心部の角穴が前記管状部２ｂの大径部に形成された角形外形部２ｄに嵌合され、該永久磁石６は、前記保持枠２ｃ内に回転しないように嵌合配置されている。
【０００９】
また、前記永久磁石６は、その一方の面が前記保持枠２ｃから若干突出するように、前記保持枠２ｃに嵌合配置されている。８は、支持部材であり、その内径部が前記盤体２の管状部２ｂの外周面に固着されている。前記支持部材８に形成された管状の係止用突起８ａの端面が前記永久磁石６の中央部平面に当接し、これにより、前記永久磁石６を、盤体２の円盤部２ａと前記係止用突起８ａとで挟圧保持し、永久磁石６を保持枠２ｃに対して軸方向に移動しないように保持している。前記支持部材８の中心部には、管状部が形成され、該管状部の外周面が回転支持面８ｂを形成している。
【００１０】
１０は、第２の盤体であり、中心部に軸穴１０ａが形成された円形の底板部１０ｂと、その周囲に一体的に形成され、外周面にタイミングベルト用のギア１２（動力伝達機構）が形成された周壁部１０ｃと、該周壁部１０ｃの開口端縁に、中心方向に向かって所定長さ突出して一体的に形成された凸片部１０ｄとを備え、前記軸穴１０ａの内周面が前記支持部材８の回転支持面８ｂに回転自在に嵌合している。前記凸片部１０ｄには、等間隔に、３個所の切り欠き部１０ｅが形成されている。前記切り欠き部１０ｅは何カ所あっても良いが、周方向にバランス良く形成されるのが好ましい。
【００１１】
前記凸片部１０ｄは、前記切り欠き部１０ｅにより、図２に示すように、３つのセクションＡ，Ｂ，Ｃに分割され、各セクションＡ，Ｂ，Ｃの弧状に伸びる裏面には、図４に示すように、周方向に沿って時計方向に、係止凸部ａ、第１の規制面ｂ、係止凸部ｃ、第２の規制面ｄ、係止凸部ｅが形成されている。前記係止凸部ａと第１の規制面ｂと係止凸部ｃは、図３に示されるように、第１の嵌合凹部１４を構成し、係止凸部ｃと第２の規制面ｄと係止凸部ｅは、第２の嵌合凹部１６を構成している。前記係止凸部ａ，ｃ，ｅは、同一平面上に形成され、第１の規制面ｂは、前記係止凸部ａ，ｃ，ｅの高さより所定長さ低く設定され、両端の係止凸部ａ，ｃとの間に段差が形成されている。
【００１２】
また、第２の規制面ｄは、前記第１の規制面ｂの高さよりも、前記凸片部１０ｄの表面に対して、所定間隔低く設定され、第１の規制面ｂよりも深い凹入部を形成している。前記各セクションＡ，Ｂ，Ｃは、互いに同一形状に構成されている。前記第２の盤体１０の底板部１０ｂは、前記支持部材８の円板部８ｃに当接配置されている。前記底板部１０ｂには、前記各セクションＡ，Ｂ，Ｃと対向する位置に弧状の穴１０ｆが穿設されている。図４では底板部１０ｂ側からこの穴１０ｆを通して、凸片部１０ｄの裏側の嵌合凹部１４，１６が見えている。
【００１３】
１８は、移動部材であり、図５，７に示すように、リング状の部材により構成され、該移動部材１８の内径面１８ａは、図６，７に示すように、多角形に形成され、この内径面１８ａに、外径部が多角形を有する半硬質磁性体２０の外径部が図１に示すように嵌合し、移動部材１８の内径部に形成されたリング状突起部１８ｂに当接係止されている。前記移動部材１８の外周面には、前記第２の盤体１０の凸片部１０ｄに形成された切り欠き部１０ｅに対応するように、等間隔に、３個の嵌合凸部２２が形成され、該各嵌合凸部２２は、前記第２の盤体１０の前記各セクションＡ，Ｂ，Ｃに形成される嵌合凹部１４，１６に嵌合するのに適した形状に構成されている。
【００１４】
なお、１つの嵌合凸部２２が１つの第１の嵌合凹部１４に嵌合すると他の２つの嵌合凸部２２も他の２つの第１の嵌合凹部１４に嵌合し、１つの嵌合凸部２２が１つの第２の嵌合凹部１６に嵌合すると他の２つの嵌合凸部２２も他の２つの第２の嵌合凹部１６に嵌合するように、嵌合凹部と嵌合凸部が配置されている。
【００１５】
また、前記３個の嵌合凸部２２の外周面を含む円の直径は、前記第２の盤体１０の周壁部１０ｃの内周面に沿った円の直径と略同一に設定され、図１に示すように、移動部材１８を第２の盤体１０の周壁部１０ｃの内側に挿入配置したとき、移動部材１８の嵌合凸部２２の外周面が、前記周壁部１０ｃの内周面に嵌合するように構成されている。
【００１６】
図５〜７に示す、移動部材１８を、図２〜４に示す第２の盤体１０に組み付ける場合には、先に、第１の盤体２に取り付ける前の単体状態の支持部材８を、第２の盤体１０の内側に配置しておき、しかる後に、まず、半硬質磁性体２０が装着された移動部材１８の嵌合凸部２２と、第２の盤体１０の切り欠き部１０ｅとを合わせて、移動部材１８を所定の向きで、第２の盤体１０の内側に挿入する。
【００１７】
しかる後に、移動部材１８を盤体１０に対して相対回転させ、嵌合凸部２２を凸片部１０ｄの裏側の第１の嵌合凹部１４又は、第２の嵌合凹部１６に合わせ、これらに嵌合させる。第１の嵌合凹部１４又は、第２の嵌合凹部１６に嵌合した嵌合凸部２２は、その円周方向の両側面ｆ，ｇが係止凸部ａ，ｃ又はｃ，ｅに対面し、該係止凸部ａ，ｃ又はｃ，ｅに回転方向の移動が規制されるとともに、嵌合凸部２２は、軸方向の一方の端面ｈが対応する第１の規制面ｂ又はｄに対面する。
【００１８】
第２の盤体１０の内側に、支持部材８と移動部材１８を挿入配置した状態で、支持部材８を、図１に示すように、永久磁石６が取り付けられた第１の盤体２の管状部２ｂに嵌合し、該管状部２ｂの所定の位置に固定すると、半硬質磁性体２０は、永久磁石６と対向し、この永久磁石６の磁気力により吸引される。この吸引力により、移動部材１８の嵌合凸部２２の、軸方向に垂直な端面ｈが対応する第１の規制面ｂ又は第２の規制面ｄに密着し、且つ、第２の盤体１０の底板部１０ｂが、図１に示すように、支持部材８の円板部８ｃに密着して、半硬質磁性体２０は、嵌合凸部２２の位置する規制面ｂ又はｄの高さに応じた間隔を存して、永久磁石６と対向する。
【００１９】
上記のように構成したトルクリミッターは、永久磁石６と半硬質磁性体２０との間に生じるヒステリシストルクにより、第１の盤体２と、第２の盤体１０との相対回転が規制されているが、盤体２，１０の中の一方の入力側の盤体のギア４又は１２から入力される回転トルクが、所定の大きさを超えると、盤体２と１０とが相対回転し、過大な負荷が、他方の出力側の盤体のギア４又は１２に作用しないようにしている。
【００２０】
前記移動部材１８の嵌合凸部２２が第１の嵌合凹部１４に嵌合していると仮定し、上記のトルクリミッターのヒステリシストルクを調整するには、工具を第２の盤体１０の開放面から挿入して、工具の先端を移動部材１８の嵌合凸部２２の溝２４に挿入し、永久磁石６の磁気力に抗して、嵌合凸部２２を押動し、嵌合凸部２２を、第１の嵌合凸部１４から離して、係止凸部ａと嵌合凸部ｃとの規制から解除し、工具によって、移動部材１８を、図４中、反時計方向に回転して、嵌合凸部２２を、第２の嵌合凹部１６に嵌合させ、嵌合凸部２２の両側面ｆ，ｇを、第２の嵌合凹部１６の両側の係止凸部ｃ，ｅに係止させる。
【００２１】
これにより、嵌合凸部２２の各端面ｈが各第２規制面ｄに密着し、半硬質磁性体２０と、永久磁石６間の対向間隔が軸方向に変化し、両者間に働くヒステリシストルクが変化する。前記移動部材１８と、第１の盤体２は互いに軸方向に連動しないので、上記トルク調整前と調整後とで、第１の盤体２と第２の盤体１０との対向間隔は変化しない。従って、図９に示すように、本発明に係るトルクリミッターＴを、装置のフレーム２４のシャフト２６に回転自在に組み付け、駆動プーリ２８と、第２の盤体のギア１２間に無端状のタイミングベルト２８を掛け渡し、装置側の歯車３２と第１の盤体のギア４とを噛み合わせた構成において、上記トルク調整を行ってもギア４が軸方向に変位しないので、ギア４と相手歯車３２との係合関係が変化することがない。
【００２２】
もし、ギア４が軸方向に変位してしまうと、ギア４と歯車３２との係合関係が変化してしまい。充分な係合関係を保つことができなくなってしまう。極端な場合には、非係合の状態となってしまうことがあり、そうでなくても、係合関係が不完全となることで、ギアが破損してしまうおそれがある。これに対して、本発明に係るトルクリミッターは、図１に示すように、半硬質磁性体２０を保持する移動部材１８の軸方向の変位と、永久磁石６を保持する第１の盤体２とを軸方向に連動させることなく、移動部材１８のみが、第２の盤体１０に対して軸方向に変位する構成としたので、トルク調整前と後とで、第１の盤体２が第２の盤体１０に対して軸方向に変位することがない。
【００２３】
本実施形態では、第１と第２の規制面ｂ，ｄによる２段階のヒステリシストルクの調整が可能であるが、更に、凸片部１０ｄの表面に対して高さの異なる第３、第４等の規制面を設けることで、調整範囲を拡大することができる。
尚、上記実施形態では、第２の盤体１０は、支持部材８の回転支持面８ｂに案内されて相対回転する構成を採用したが、第１と第２の盤体２，１０の対向間隔を一定に保持した状態で、これらの盤体２，１０を相対回転自在に結合する支持手段は、種々の構成を採用することができ、図示する嵌め合わせ構造に限定されるものではない。
【００２４】
図８は、盤体を回転自在に支持する支持手段にアンギュラベアリングを用いた実施形態を示し、第２の盤体１０の底板部１０ｂに玉溝３４が形成され、支持部材８に玉溝３６が形成されている。前記玉溝３４と前記玉溝３６との間には、複数個のボール３８が配置され、これら、第２の盤体１０の玉溝３４、支持部材８の玉溝３６、及び複数個のボール３８は、アンギュラベアリングを構成し、支持手段となっている。そして該支持手段は、第１の盤体１０と第２の盤体２とを互いに相対回転可能に支持し、当該回転部のスラスト方向及びラジアル方向の荷重を支持している。
【００２５】
前記支持部材８の内径部は、図１の実施形態と同様、盤体２の管状部２ｂに嵌合し、これに固定されている。前記支持部材８の係止用突起８ａが永久磁石６の中央部平面に当接し、これによって、突起８ａと盤体２の円盤部２ａとによって永久磁石６を挟持している。他の構成は図１に示す実施形態と同一であり、対応する部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２６】
尚、本発明の実施に際しては、種々の変更が可能であり、移動部材１８側に嵌合凹部１４，１６を設け、第２の盤体１０側に嵌合凸部２２を設けて、嵌合凸部と嵌合凹部の関係を逆の構成としても良い。また、第１と第２の盤体の両方を回転させる使用形態に特に限定されるものではなく、一方の盤体を固定して用いるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態を示すトルクリミッターの断面図である。
【図２】第２の盤体の一方から見た側面図である。
【図３】第２の盤体の断面図である。
【図４】第２の盤体の他方から見た側面図である。
【図５】移動部材の一方から見た側面図である。
【図６】移動部材の断面図である。
【図７】移動部材の他方から見た側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示すトルクリミッターの断面図である。
【図９】本発明の外観説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
２      第１の盤体
２ａ    円盤部
２ｂ    管状部
２ｃ    保持枠
２ｄ    角形外形部
４      ギア
６      永久磁石
８      支持部材
８ａ    係止用突起
８ｂ    回転支持面
８ｃ    円板部
１０    第２の盤体
１０ａ  軸穴
１０ｂ  底板部
１０ｃ  周壁部
１０ｄ  凸片部
１２    ギア
１４    第１の嵌合凹部
１６    第２の嵌合凹部
１８    移動部材
１８ａ  内径面
１８ｂ  突起部
２０    半硬質磁性体
２２    嵌合凸部
２４    フレーム
２６    シャフト
２８    駆動プーリ
３０    タイミングベルト
３２    歯車
３４    玉溝
３６    玉溝
３８    ボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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