(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械装置に回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸に相互回転不能に固着された筒状の伝達部材と、該伝達部材に独立回転自在に外嵌された回転体と、該回転体の両側に設けられた摩擦板と、前記伝達部材に軸方向移動可能かつ相対回転不能に取り付けられ前記摩擦板を回転体側に押し付ける押え板と、該押え板の外面を摩擦板側に押圧するバネと、押え板に対するバネの位置を調節することにより該バネの押圧力を調節することのできるバネ圧調節螺子と、機械装置のフレームに取り付けられたハンドルの回転操作により前記押え板を前記バネ圧調節螺子とは別に摩擦力が増大又は低減する方向へ移動させることができる調節手段とを具備し、かつ前記調節手段の操作によって伝達を断つことが可能であることを特徴とするトルクリミッター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸と回転体との間で回転動力を伝達するとともに、該伝達時におけるトルクが所定値よりも大きくなった時は伝動を停止するように構成したトルクリミッターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
産業機械等における回転動力の伝動経路には、動力伝達時のトルクが設定値以上に大きくなったときは、損傷防止と安全のため伝動を自動的に停止するトルクリミッターを介装することが多い。従来公知のトルクリミッターには種々のものがあるが、その限界トルク値の設定をトルクリミッターの回転部に設けたトルク調節ネジ等で調節するようになっていたので、該調節時にそれが取り付けられている機械装置の運転を停止しなければならず、しかも、その調節量の確認及び調整のために運転、停止を繰り返す必要があった。また、トルク値が増大したことによる伝動停止は可能であったが、外部から作業者の意志により自発的に伝動を停止することはできなかったので、伝動入・切のために別途クラッチを設けておく必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
トルクリミッターは、摩擦力等を利用して伝動するものが多いが、野外に設置する機械装置に付設した場合は、温度、湿度等の影響で伝動トルクが変化するので、頻繁に伝動トルクの調節を行う必要がある。一方、機械装置は危険防止のため、通常はカバー等で覆われているので、上記伝動トルク調節を行う場合は、その都度カバー等を取り外さなければならず、その分だけ余計な手間がかかり、作業が煩雑となっていた。そこで本発明は、摩擦力による動力伝達部から離れた場所から伝動トルクの調節を簡単かつ容易に行うことができるとともに、必要により簡単に伝動を停止することができるようにすることを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。即ち、本発明にかかるトルクリミッターは、機械装置に回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸に相互回転不能に固着された筒状の伝達部材と、該伝達部材に独立回転自在に外嵌された回転体と、該回転体の両側に設けられた摩擦板と、前記伝達部材に軸方向移動可能かつ相対回転不能に取り付けられ前記摩擦板を回転体側に押し付ける押え板と、該押え板の外面を摩擦板側に押圧するバネと、押え板に対するバネの位置を調節することにより該バネの押圧力を調節することのできるバネ圧調節螺子と、機械装置のフレームに取り付けられたハンドルの回転操作により前記押え板を前記バネ圧調節螺子とは別に摩擦力が増大又は低減する方向へ移動させることができる調節手段とを具備し、かつ前記調節手段の操作によって伝達を断つことが可能であることを特徴としている。
【０００５】
本発明のトルクリミッターは、摩擦板の摩擦力で駆動側から従動側へ回転動力を伝動するものにおいて、当該摩擦板の摩擦力を付勢するバネを離れた場所から反対方向に押圧することにより、摩擦力を減少させて伝動トルクを調節することができるとともに、その減少量を増大させて伝動そのものを停止することもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について具体例的に説明する。図１、図５は本発明の具体例を表すもので、このトルクリミッター１は、回転体であるスプロケット２から回転軸３へ回転動力を伝達するためのものである。回転軸３は軸受け４，５によって回転自在に支承されており、その中間部に筒状の伝達部材７が嵌着されている。
【０００７】
伝達部材７は、円筒状の本体の一方の端部側に雄ネジ７ａが切られており、反対側の端部にはフランジ７ｂとボス７ｃが一体に設けられている。ボス７ｃにはセットボルト用のネジ穴が設けられ、回転軸３に固定するためのセットボルト８がこのネジ穴に螺着されている。一方、この伝達部材７と回転軸３との間には、相互回転を拘束するキー１０が設けられており、伝達部材７のボス７ｃと反対側の端部には軸方向の移動を規制する割りピン１１が設けられている。
【０００８】
伝達部材７の外周部にはスプロケット２がブッシュ１５を介して回転自在に取り付けられている。このスプロケット２の一方の面と伝達部材７のフランジ７ｂとの間には摩擦板１６が介装されている。また、スプロケット２の反対側には、凹部２０ａと該凹部の中央部に位置する取り付け穴２０ｂとを有する円盤状の押え板２０が前記伝達部材７に嵌め込んで設けられており、該押え板２０と前記スプロケット２との間にも摩擦板１７が介装されている。押え板２０は、図２に示すように、伝達部材７の平行切欠き部ｋ，ｋが設けられた胴部に軸方向に摺動自在に嵌合されているので、軸方向には移動自在であるが、相対回転は不能となっている。
【０００９】
押え板２０の凹部２０ａには、図１、図５における下向きに開くラッパ状の皿バネ２２が設けられている。この皿バネ２２も中央部に取り付け穴２２ａを備え、上記伝達部材７に嵌め込まれている。この皿バネ２２の図１、図５における上側には、バネ圧調節螺子２５が設けられ、該バネ圧調節螺子２５と前記皿バネ２２との間に芯出し板２６が介装されている。バネ圧調節螺子２５には、その外周部に沿って適所に複数の調節螺子２７，…が設けられている。
【００１０】
一方の軸受け４は、機械装置のフレーム３０に固着された取付用ブラケット３２に取り付けられている。この取付用ブラケット３２の両側部には溝状間隔部３３ａを有する挟持部材３３，３３が一体に突設されている。両側の挟持部材３３，３３の溝状間隔部３３ａ，３３ａには、平面視コ字形の伝達フレーム３５の一対の案内板３６，３６が摺動自在に嵌合している。したがって、この伝達フレーム３５は、前記挟持部材３３，３３の溝状間隔部に沿って前後移動可能である。伝達フレーム３５の左右一対の先端部には、横向きに突出する軸３７，３７が設けられ、該軸にベアリング３８，３８が取り付けられている。これらベアリング３８，３８は前記押え板２０の板面に当接して回転するようになっている。なお、これらベアリングは、押え板２０の回転の支障とならないように伝達フレーム３５を押し付けることができるようにするためのもので、他の形状のものでもよい。
【００１１】
伝達フレーム３５の基部中央部に設けられた取付穴３５ａには、ブッシュ４０が嵌着され、該ブッシュにハンドル軸４２が挿通されている。ハンドル軸４２の先端部には雄ネジ部４２ａが設けられ、該雄ネジ部４２ａは前記取付用ブラケット３２に設けたネジ穴３２ａに螺合している。なお、ハンドル軸４２にはハンドル４５が取り付けられている。４６はキー、４７はハンドル固着用のボルトである。このハンドル４５は、上記摩擦板の摩擦力を離れた場所から低減させる伝達力減少手段をなすもので、これを正逆回転させることにより、伝達フレーム３５が前後（図１における上下方向）に移動し、前進時には前記皿バネ２２の圧力に抗して押え板２０を図の上方へ押し、後退時には当該押え板２０による摩擦板の押圧を可能とする。
【００１２】
上記スプロケット２は、駆動側のスプロケットとチェンＣで結ばれ、該駆動側のスプロケットから回転動力が伝達される。スプロケット２は回転軸３に遊転自在に嵌合しているので、この回転力が直接回転軸３に伝達されることはないが、スプロケット２の両面に摩擦板１６，１７が設けられているので、これら摩擦板を介して回転軸に伝達される。すなわち、一方の摩擦板１６は当該スプロケット表面と伝達部材７に接しており、他方の摩擦板１７はスプロケット２の反対側の面と押え板２０に接している。押え板２０は皿バネ２２によって摩擦板１７に押し付けられているので、これら摩擦板１６，１７が押え板２０とスプロケット２、及びスプロケット２と伝達部材７のフランジとでそれぞれ挟圧され、一体化している。したがって、摩擦板１６，１７の摩擦力を介して回転動力がスプロケット２から伝達部材７に伝えられ、該伝達部材７から回転軸３に伝達されるのである。この回転軸３の回転は、該回転軸に取り付けられた伝達ギヤＧから取り出されて機械装置に伝達され、該機械装置を駆動する。
【００１３】
上記摩擦板１６，１７による摩擦力の大きさは、皿バネ２２を押圧するバネ圧調節螺子２５によって調節することができる。また、皿バネ２２が傾いている場合は、調節螺子２７，…を適宜回すことによって芯出しを行うことができる。伝動中に、上記調節螺子２５で設定した摩擦力による伝達力よりも大きなトルクが作用した場合は、摩擦板１６，１７と押え板２０、スプロケット２及び伝達部材７のフランジとの間でスリップが生じ、スプロケット２から回転軸３への回転動力の伝達が行われなくなる。このため、機械装置等に無理な負荷が加わらず、該機械装置の損傷が防止される。
【００１４】
次に、このトルクリミッター１は、ハンドル４５を回すことによっても上記皿バネ２２の押圧力を調節することができる。ハンドル４５のハンドル軸４２は、そのネジ部４２ａが取付用ブラケット３２のネジ穴３２ａに螺合しているので、このハンドル４５を回すと、該ハンドル軸に取り付けられている伝達フレーム３５がその回転方向に応じて前後に移動する。ハンドル４５を正転方向に回すと、該伝達フレーム３５の先端部のベアリング３８が押え板２０を皿バネ２２に抗して押圧するため、摩擦板１６，１７とスプロケット２、押え板２０、フランジ７ｂとの密着力が減少する結果、摩擦力が低減し、小さなトルクでスリップしやすくなる。ハンドル４５をさらに正転方向に回すと、摩擦板に加わる皿バネ２２の押圧力が減少し、ついには皿バネ２２の押圧力が摩擦板に作用しなくなって、スプロケット２と回転軸３との間の伝動が断たれる。したがって、ハンドル４５の操作で動力伝達用のクラッチを切ったと同じ効果を実現することができる。なお、ハンドル４５を逆方向に回せば、皿バネ２２の押圧力に抵抗する力が減少するので摩擦力は増大する。
【００１５】
図６、図７は、このトルクリミッター１を組み込んだ水路のゴミ取り機（除塵機）をあらわす。このゴミ取り機５０は、水路を流れてくる空缶、ゴミ等を除去し、下流側にあるポンプアップ取水口にゴミ等がいかないようにするためのもので、水路Ｆの側壁５１，５２間に設けた水車５５と、それよりも上流側に設けたゴミ取り装置本体をなすネットコンベア６０とを備え、両者の間にトルクリミッター１を備えた伝動装置Ｍが設置されている。水車５５の回転軸５３にはスプロケット５４が取り付けられており、このスプロケットとトルクリミッター１のスプロケット２とがチェンＣで結ばれている。
【００１６】
ゴミ取り装置本体であるネットコンベア６０は、フレーム６１，６１の上下の端部に設けた駆動ローラ６２と従動ローラ６３との間に循環移動するネット６４を設けたもので、水路Ｆの底Ｂから堤防の上方に至るまで斜めに設置されている。上記ネット６４上には、適当な間隔でごみ掻き揚げ板６７，…が設けられており、ネットコンベアの下側にはネット表面のゴミを掻き取る回転ブラシ６６が設けられている。
【００１７】
上記駆動ローラ６２の軸６８にはスプロケット６９が取り付けられており、このスプロケットが電動モータ７０の出力軸７１に設けたスプロケット７２とチェンＣ’で結ばれている。モータ７０は正逆回転可能なクラッチ付きギヤーモータであり、その軸７１には前記トルクリミッター１の伝達ギヤＧに噛み合うギヤＧ’が取り付けられている。なお、駆動ローラ６２の軸６８にはもう一つのスプロケット７４が取り付けられていて、前記回転ブラシ６６のスプロケット７６とチェンＣ”で結ばれている。
【００１８】
上記トルクリミッター１を具備する伝動装置Ｍは水路Ｆの堤防上に設置されている。この伝動装置全体は、保護用のカバー７８で覆われているが、ハンドル４５は当該カバーから外部へ突出させて設けられ、外部から操作可能となっている。また、前記ネットコンベア６０の上端部の下側には、掻き揚げられたゴミを載せておく床盤８０が水路の上をカバーするように設けられている。図中の記号８２，８３は隙間を覆うためのカバー板である。
【００１９】
このゴミ取り機５０は、図の矢印Ｘ方向に流れる水流によって回転する水車５５の回転動力を主たる駆動力として駆動されるもので、その補助動力源としてギヤーモータ７０が設けられている。ギヤーモータ７０は、ゴミ取り装置のコンベア６０を逆方向に循環させるための動力も供給する。上記水車５５の回転動力はチェンＣによってトルクリミッター１のスプロケット２に供給され、摩擦板１６，１７の摩擦力を介して回転軸３を回転させる。この回転力は、伝達ギヤＧからギヤＧ’に伝達されて回転方向が反転させられ、スプロケット７２とチェンＣ’を介して駆動ローラ６２のスプロケット６９に伝達され、駆動ローラ６２を回転させる。これによりネットコンベアが図の矢印Ｙ方向に循環移動するので、上流から流れてきた空き缶やゴミが該ネットコンベアによって掻き揚げられ、その上端部から床盤上に放出される。なお、ネットに付着したゴミは、回転ブラシ６６によって掻き落とされる。
【００２０】
一方、流木等の大きなゴミが流れてきた場合は、ネットコンベア６０に引っ掛かった時に負荷が大き過ぎて回転運動部分に無理な力がかかり、損傷する恐れがあるが、このゴミ取り機にはトルクリミッター１が付設されており、一定以上の負荷がかかった場合は摩擦板による伝動部分にスリップが生じて伝動が停止するので、機械の損傷は避けられる。上記スリップを生じさせる限界トルク値は、調節螺子２５によって調節できるが、ハンドル４５によって外部から調節することも可能である。したがって、湿度等の影響で摩擦力が変化した場合でも、簡単に修正することができる。
【００２１】
また、停止したゴミ取り機から停止の原因となった大きなゴミを取り除く作業中は、トルクリミッターが突然復帰して機械が動き始めるのできわめて危険であるが、この装置は、カバーの外側に設けられているハンドル４５を回すことによって押え板２０と皿バネ２２を押圧し、スプロケット２を空回転させて水車からの動力の伝達を停止するクラッチ切り状態としておくことができるので、安心してゴミ除去作業を行うことができる。
【００２２】
さらに、縄や紐等の長いゴミが流れてきた場合は、ネットコンベア６０に絡みついて離れなくなるので、当該ネットコンベアを逆回転させて取り除く必要が生じる。この場合、クラッチ付きギヤーモータ７０を逆転させるが、水車５５に伝動連結されたままでは余程大容量のモーターでない限り逆転させることはできない。しかしながら、この装置には上記トルクリミッター１が設けられているので、クラッチ機能用のハンドル４５の操作で水車からの動力を切ることにより、容易にコンベアを逆転させることができるのである。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるトルクリミッターは、負荷が設定値以上となった時に摩擦板がスリップして伝動を断つようになっているので、これを取り付けた機械装置に無理な力が加わった時は自動的に停止することになり、機械装置の破損事故を未然に防止することができる。上記スリップが生じる限界負荷は、摩擦板を押圧するバネに付設されている調節螺子で調節できるが、この調節螺子以外に、別途外部の調節手段によって調節することも可能であるので、設置場所の温度、湿度等に応じて限界負荷を適宜簡単に調節できる。さらに、この調節手段で、伝動を断つクラッチ切り状態とすることもできるので、これを付設した機械装置等の修理中に、一旦停止した回転が突然再開するような危険を避けることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトルクリミッターの平面図である。
【図２】そのＡ−Ａ断面図である。
【図３】そのＢ−Ｂ断面図である。
【図４】そのＣ−Ｃ断面図である。
【図５】伝動状態の説明図である。
【図６】水路のゴミ取り機の平面図である。
【図７】その正面図である。
【符号の説明】
１        トルクリミッター
２        スプロケット
３        回転軸
７        伝達部材
１５        ブッシュ
１６，１７  摩擦板
２０        押え板
２２        皿バネ
２５        調節螺子
３２        取付用ブラケット
３５        伝達フレーム
３８        ベアリング
４５        ハンドル
５０        ゴミ取り機
５５        水車
６０        ネットコンベア
６６        回転ブラシ
７０        ギヤーモーター
【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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