(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、この内輪の外周にしまり嵌めに巻かれ、両端にそれぞれフック部を有するコイルバネと、前記内輪を軸支する底部とこの底部から起立する半円筒部とを有する第１のハウジングと、前記内輪を軸支する円盤状のふた部とこのふた部から起立する半円筒部とからなる第２のハウジングとを備え、この第２のハウジングは前記第１のハウジングと互いに摺動し、前記第１のハウジングの前記半円筒部の縁部Ａ、Ｂと、前記第２のハウジングの前記半円筒部の該縁部Ａ、Ｂに対応する縁部Ｃ、Ｄとは前記コイルバネの前記フック部を係止する間隙を形成し、前記第２のハウジングを回転させて、前記縁部で前記フック部を押すことによりオンとなり、又は前記第２のハウジングを固定して前記内輪を回転させて、前記縁部で前記フック部を押すことによりオフとなるクラッチと、
前記クラッチの前記内輪と互いに同軸に配設された内輪と、この内輪の外周にしまり嵌めに巻かれ、巻き方向に対して突出して形成されたフック部を備えるコイルバネと、このコイルバネの外周に隙間を有する外輪と、前記コイルバネの両端の前記フック部にそれぞれ対応して前記外輪の内周に埋設したフック部係止手段とを備えるトルクリミッタと、
から構成され、
前記クラッチの前記内輪と前記トルクリミッタの前記内輪とを結合してなることを特徴とするオンオフ機能を備えるトルクリミッタ。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のハウジングの前記半円筒部の縁部Ａ、Ｂの縁部間角度が１８０°以上であることを特徴とするオンオフ機能を備えるトルクリミッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ及びオンオフ機能を備えたトルクリミッタに係り、特に回転駆動源と負荷装置との間にあって、運転中の負荷装置の不具合のときにトルクリミッタとして作用し、保守点検などのときには、トルク伝達をオフさせる作用のオンオフ機能を備えたトルクリミッタとその構成要素のクラッチに係る。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチ及びオンオフ機能を備えたトルクリミッタとしては、クラッチの部分には従来は電磁クラッチなどを利用することが知られているが、小型で低コストに指向する機器には適していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、クラッチ及びオンオフ機能を備えたトルクリミッタにおいて、簡素な構造を提案することを課題とする。
【０００４】
この課題解決のいとぐちとして、本件出願人がすでに特願平７−２９４８７８号にて出願し、特開平９−１１２５６８号公報にて公開された技術であって、バネを巻き付けるなどして、摩擦力を利用する構造のものが知られている。すなわち、互いに同軸に配設された内輪と、この内輪の外周にしまり嵌めに巻かれたコイルバネと、このコイルバネの外周に隙間を持った外輪とからなるトルクリミッタまたはクラッチであって、コイルバネの両端には巻き方向に対して突出して形成されたフック部を備え、これらフック部にそれぞれ対応して外輪の内周に埋設したフック部係止手段を備えることを特徴とするトルクリミッタまたはクラッチである。本発明は、この技術を基にさらに発展させるものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明では、以下の手段を提案するものである。すなわち、内輪と、この内輪の外周にしまり嵌めに巻かれ、両端にそれぞれフック部を有するコイルバネと、前記内輪を軸支する底部とこの底部から起立する半円筒部とを有する第１のハウジングと、前記内輪を軸支する円盤状のふた部とこのふた部から起立する半円筒部とからなる第２のハウジングとを備え、この第２のハウジングは前記第１のハウジングと互いに摺動し、前記第１のハウジングの前記半円筒部の縁部Ａ、Ｂと、前記第２のハウジングの前記半円筒部の該縁部Ａ、Ｂに対応する縁部Ｃ、Ｄとは前記コイルバネの前記フック部を係止する間隙を形成し、前記第２のハウジングを回転させて、前記縁部で前記フック部を押すことによりオンとなり、又は前記第２のハウジングを固定して前記内輪を回転させて、前記縁部で前記フック部を押すことによりオフとなるクラッチと、前記クラッチの前記内輪と互いに同軸に配設された内輪と、この内輪の外周にしまり嵌めに巻かれ、巻き方向に対して突出して形成されたフック部を備えるコイルバネと、このコイルバネの外周に隙間を有する外輪と、前記コイルバネの両端の前記フック部にそれぞれ対応して前記外輪の内周に埋設したフック部係止手段とを備えるトルクリミッタとから構成され、前記クラッチの前記内輪と前記トルクリミッタの前記内輪とを結合してなることを特徴とするオンオフ機能を備えるトルクリミッタを提案するものである。
【０００６】
また、前記第１のハウジングの前記半円筒部の縁部Ａ、Ｂの縁部間角度が１８０°以上であることにより、前記クラッチの前記コイルバネの意図しない装着方向を防止するンオフ機能を備えるトルクリミッタを提案するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るクラッチ及びオンオフ機能を備えたトルクリミッタの実施の形態を示す断面図であり、図２はそのうちのクラッチの部分の分解見取図である。以下図１、図２の両方の図を参照して説明する。
【０００８】
このクラッチ及びオンオフ機能を備えたトルクリミッタの構造は、大きく分けてクラッチ１とトルクリミッタ１００とからなる。クラッチ１は、トルク出力側の内輪２とトルク入力側の第２ハウジング４との間のトルク伝達について特定のオンオフ作用がされる。すなわち、第２ハウジング４からトルクを印加するときは、常にクラッチオンの状態で内輪２にトルクが伝達される。逆伝達方向として、第１ハウジング３を固定した状態で、内輪２からトルクを印加するときには、クラッチオフとなり、第２ハウジング４にはトルク伝達しない作用をするものである。そして、付属するトルクリミッタ１００については、内輪１０１とハウジング１０４との間について、一定の設定トルク値まではトルク伝達し、その設定トルク値を超えるとすべりとなる作用をする。
【０００９】
クラッチ１の構成については、トルク伝達の出力側部材となる内輪２と、その外周に巻かれるコイルバネ５と、それを囲む位置に配設される第１ハウジング３と、これに摺動するとともにトルク伝達の入力側部材となる第２ハウジング４とからなる。
【００１０】
内輪２は、円筒状の金属で製作されており、その一端には突出する形状のキー２０１が２箇所又はそれ以上の数の箇所に設けられており、これらキー２０１はトルク伝達の相手側のキー溝、例えばトルクリミッタ１００の内輪１０１のキー溝、に対応する機能を備える。
【００１１】
コイルバネ５は、内輪２の外周に締まり嵌めで巻かれており、コイルバネ５と内輪２との間には摩擦力が存在する。コイルバネ５は、その両端にはフック部５０１、５０２を備える。このフック部５０１、５０２のいずれかに引き起こす力が作用するときには、コイルバネ５と内輪２の外周面との摩擦力が弱まる。これと逆に、フック部５０１、５０２に巻き方向に力が作用するとき又は全く力が作用しないときには、内輪２とコイルバネ５との間の摩擦力は増大又は維持されて、トルク伝達のモードとなる。
【００１２】
第１ハウジング３は、底部３１１とそれから起立する半円筒状の半円筒部３１２を有する形状である。底部３１１には内輪２を軸支する穴を備える。半円筒部３１２の両端には縁部Ａと縁部Ｂがあり、縁部Ａにはコイルバネ５のフック部５０１が係止できるよう形成され、縁部Ｂにはコイルバネ５のフック部５０２が係止できるよう形成される。
【００１３】
第２ハウジング４は、第１ハウジング３に内接する円盤状のふた部４０１とそれから起立する半円筒部４１２とを有する形状である。ふた部４０１には中央に穴４０２が貫通するよう設けられて、図示しないがシャフトを貫通させるなど種々のいわゆる逃げに利用できる。ふた部４０１の外側にはキー溝４０３が設けられており、図示しないトルク伝達の入力用のキーに係止するように対応する。半円筒部４１２の両端には縁部Ｃと縁部Ｄがあり、縁部Ｃにはコイルバネ５のフック部５０１が係止できるよう対応し、縁部Ｄにはコイルバネ５のフック部５０２が係止できるよう対応する。
【００１４】
ここで、外側の第１のハウジング３と内側の第２のハウジング４のそれぞれの半円筒部３１２、４１２は、それぞれの内輪の中心点からラジアル方向に円筒を形成するラジアル方向で全３６０角度の一部分をある角度の範囲で切除した形状である。これら半円筒部３１２、４１２は、ラジアル方向に補完してほぼ閉じた円筒面を形成する。第１ハウジング３と第２ハウジング４との摺動の構造については、第１ハウジング３の円弧状縁部３２２が、第２ハウジング４の円弧状縁部４２２に外接する。なお、円弧状縁部４２２の内径側は、内輪２の端部を軸支する作用もする。また、第１ハウジング３の底部３１１の円弧状の堤が第２ハウジング４の円弧状縁部４１１に内接する。このように第１のハウジング３と第２ハウジング４と形成される円筒状の輪郭において、縁部ＡとＣ、ＢとＤとの間にはコイルバネ５のフック部５０１、５０２が配設されて、ラジアル方向の微小角度の範囲でフック部５０１、５０２が動ける間隙が開いているとともに、係止手段として作用する。したがって、外側の第１のハウジング３と内側の第２のハウジング４とはラジアル方向に互いに摺動しつつ、縁部ＡとＣ、ＢとＤとの間で形成される切欠部を有することになる。
【００１５】
トルクリミッタ１００の構成については、内輪１０１と、この外周に回り付くコイルバネ１０３と、さらにその外周に配設されたハウジング１０４と、これらの構成部材を固定するためのふた１０６からなる。またハウジング１０４の端部にはトルク伝達のための突起したキー１０５が２個設けられ、また内輪１０１にもトルク伝達のためのキー溝１０２が設けられる。このキー溝１０２は、例えばクラッチ１のキー２０１に係止するよう配設される。このフック部が図示しない係止部において、どちらの回転方向においても、係止してトルクリミッタとして作用する。なお、このトルクリミッタ１００の内輪１０１の径は、クラッチ１の内輪２の径と等しいと結合が好都合ではあるが、異なる径であっても結合用の治具が要するが、目的とする作用に得ることに支障はない。
【００１６】
図３は、本発明に係るクラッチの作用を説明するためのラジアル断面図である。トルク伝達の入力側である第２ハウジング４を右回転させると、縁部Ｃがコイルバネ５のフック部５０１を押してコイルバネ５をさらに内輪２に締まり嵌めさせる力となり、第２ハウジング４と内輪２とはクラッチオンとなる。また、第２ハウジング４を左回転させても、縁部Ｄがコイルバネ５のフック部５０２を押して、同様にクラッチオンとなる。このとき、第１ハウジング３は、自身は他の部材に付随して回転するだけであり、コイルバネ５のフック部５０１、５０２には、有意の力は作用しない。
【００１７】
クラッチをオフするモードは、内輪２からトルクを印加した状態で、第１ハウジング３を固定する。このとき、コイルバネ５は右回転のときは、フック部５０１が縁部Ａを押して、コイルバネ５をゆるむ方向に力が作用する。左回転のときは、フック部５０２が縁部Ｂを押して、同様にコイルバネ５をゆるむ方向に力が作用する。
【００１８】
図４は、比較参考のためのラジアル断面図であって、別のトルク伝達モードとなる配設例を示す。この配設例では、第２ハウジング４から回転トルクを印加すると、いずれの回転方向でもコイルバネ５をゆるめる方向で縁部Ｃ又はＤがフック部５０１又は５０２を押す。これと逆のトルク伝達方向で、第１ハウジング３から回転トルクを印加すると、いずれの回転方向でもコイルバネ５を締める方向で縁部Ａ又はＢがフック部５０１又は５０２を押す。つまり、一伝達方向性クラッチとして作用する。
【００１９】
図３と図４を比較すると、図３では縁部Ａ、Ｂの位置が１８０°あり、これに対して図４においては、縁部Ａ、Ｂの位置が１８０°以下の角度である。この縁部間角度が１８０°以上のときは、コイルバネ５がどちらか一定方向でしか装着できない。つまり、意図しない装着方向を防止することができる。
【００２０】
以上説明した本発明に係るクラッチの部分において、本発明の技術的思想の中で、種々の変形をすることができる。例えば、コイルバネのフック部係止手段として、ハウジングの縁部を利用するだけでなく必要な部分のみの穴部や突起部でもよい。また、第１ハウジングと第２ハウジングの径の大小には、上記の実施の形態の場合と大小関係が逆になってもよい。また、トルクリミッタ部分の内輪とクラッチの部分の内輪とを共通の内輪として構成することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、簡素な構造のクラッチ及びオンオフ機能を備えたトルクリミッタを得ることができ、例えば、小型モータから負荷のギア装置などの間に挿入して、負荷の故障のときの保護と、保守時のクラッチオフをする多機能の作用をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るクラッチ及びオンオフ機能を備えたトルクリミッタの実施の形態の断面図である。
【図２】  本発明に係るクラッチの実施の形態の分解見取図である。
【図３】  本発明に係るクラッチの作用説明のためのラジアル断面図である。
【図４】  比較参考のためのラジアル断面図であって、別のトルク伝達モードとなる配設例を示す。
【符号の説明】
１…クラッチ                ２…内輪
３…第１ハウジング          ４…第２ハウジング    ５…コイルバネ
１００…トルクリミッタ  １０１…内輪    １０３…コイルバネ
１０４…ハウジング    ５０１、５０２…フック部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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