JP4993521B2 - 軸力起因型トルクリミッタ - Google Patents

Description

本発明は、軸力起因型トルクリミッタに関するものである。より詳しくは、軸力の増大に伴い限界伝達トルク（伝達可能な最大トルク）を低減させ得る機構を具えることにより、軸力そのものを所望値に精度よく制御できて繰り返し特性に優れる軸力起因型トルクリミッタに関するものである。

回転要素の回転の動きをアキシャル方向の動きに変換して、負荷を引く或いは押す装置（以下、直線運動装置という）における、軸力の過負荷防止機構としては、従来、トルクリミッタが用いられている。

該トルクリミッタとしては、回転要素の駆動部に設けられることにより、設定トルクに達すると摩擦面がスリップすることによってそれ以上のトルク伝達を不能とするように構成されたものが提供されている。その一種として、例えば実開昭５９−４７１２７号公報や特開２００１−１０７３３０号公報が開示するような摩擦面スリップ方式のトルクリミッタが提案されている。又、設定トルク値に達すると係合部材相互の係合が解除されてそれ以上のトルク伝達を不能とするように構成されたもの、例えば特開２００４−１７６８５６号公報が開示するような、ボールと凹部や凹溝との係合解除によってトルク伝達が遮断されるように構成された係合解除方式のトルクリミッタが提供されている。

図２６は、摩擦面スリップ方式のトルクリミッタＡを直線運動装置Ｂに組み付けたトルクリミッタ付き直線運動装置ａを示すものであり、図示しない手段により回り止めされたナットｂが、図示しない軸受により回転自在に支持されたネジ軸ｃに螺合されている。該ナットｂは、該ネジ軸ｃの回転の動きを該ネジ軸ｃの軸線方向の動きに変換する要素の一例である。

そして該ネジ軸ｃの基端部分ｄに、円筒部ｅの一端にフランジｆが周設されたハブｇが固設されると共に、該円筒部ｅの先側部分は、外周面に雄ネジ部ｊが設けられてなるネジ筒部ｋとされている。又、該ネジ筒部ｋには付勢力調整ナットｍが螺合されており、該円筒部ｅには、該付勢力調整ナットｍと前記フランジｆとの間で、ブッシュｎを介して平歯車状の入力ギアｐが回転自在に取り付けられている。該入力ギアｐは、図示しないモータにより正逆回転せしめられる。そして、該入力ギアｐの中央部分ｑがその内外から摩擦板ｒ，ｒで挾持されると共に、前記付勢力調整ナットｍと前記外の摩擦板ｒとの間に皿バネｓが介装されており、該付勢力調整ナットｍを所要に締め付けることにより該両摩擦板ｒ，ｒによる挾持力が発生しこの挾持力によってトルクリミッタＡの最大伝達トルク値が所要に設定されるようになされている。

然して、前記ナットｂに作用する負荷が過大なときは、前記直線運動装置Ｂのネジ軸ｃの軸力が増大するに伴ってトルクリミッタＡの伝達トルクが増大していきトルク伝達余力（トルクリミッタＡの最大伝達トルクと、前記直線運動装置Ｂの軸力に応じたトルクとの差）が減少していく。そしてトルクリミッタＡは、ついにはトルクを伝達できなくなり、前記入力ギアｐが周方向にスリップ回転する。これによって、負荷側及び駆動側の装置を保護できるのである。

ところで、この種のトルクリミッタの前記最大伝達トルクの内、直線運動装置の軸力の発生に有効利用されるのはその一部分であり、ネジ軸ｃの支持部の損失トルクや、ナットｂの螺合部の摩擦損失力に対応するトルクの他、加速度運動時（ネジ軸ｃの回転始動時）の回転部分の慣性モーメントに起因するトルク等で消費される部分も多かった。このように種々の消費トルク要因が存し、しかもこれらにバラツキが生ずることから、前記軸力の発生に有効利用されるトルクは実際には変化し易いものであった。

そして、この種のトルクリミッタを含め従来のトルクリミッタは、限界伝達トルク（伝達可能な最大トルク）が軸力と無関係に一定であるために、負荷が限界伝達トルク値の手前近傍の状態において、トルク差（トルクリミッタの限界伝達トルク値と負荷トルクとの差）が小さく、又、負荷トルクが限界伝達トルク値を超えた近傍の状態において、トルク差が小さかった。しかも、前記のように軸力の発生に有効利用されるトルクが変化し易いことから、所望の軸力よりも小さい軸力でトルク伝達が遮断されてしまったり、逆に、所望の軸力よりも大きい軸力に達してもトルク伝達を遮断できない場合が生ずる等、精度の良いトルク遮断を行なうのが難しい問題があった。

なお、直線運動装置に必要とされる軸力に達する前にトルク伝達が遮断されるのを防止するために、限界伝達トルクを高めに設定することも行なわれていた。しかしながら、限界伝達トルクをこのように高めに設定すると、結果的に、遮断時の軸力が所望軸力よりも相当高い値になってしまうことが生じた。

かかるトルク伝達の遮断は、本来は、直線運動装置の軸力が、該直線運動装置が必要とする軸力値を越えた時に速やかに行われるのが好ましいのであるが、従来のトルクリミッタにあっては、軸力が増すにつれてトルクも増大するであろうとの観点から、簡便に、トルクを利用して軸力を制御することがなされていたのである。

以上要するに従来のトルクリミッタは、限界伝達トルクが必ずしも直線運動装置の所望軸力と精度よく対応しておらず、軸力を精度よく制御することができない問題があったのである。

実開昭５９−４７１２７号公報 特開２００１−１０７３３０号公報 特開２００４−１７６８５６号公報

本発明は、かかる従来のトルクリミッタの問題点に鑑みて開発されたものであり、軸力そのものを所望値に精度よく制御でき繰り返し特性に優れる軸力起因型のトルクリミッタの提供を課題とするものである。

前記問題点に鑑み、本発明は以下の手段を採用する。
即ち本発明に係る軸力起因型トルクリミッタ（以下トルクリミッタという）の一つの態様は、収容孔が設けられてなる保持器と、該収容孔内に収容され且つ軸線回りに回転し得る軸部とを具え、該軸部は、断面円形の係合軸部の、軸線方向で見た一端に挿入軸部が同心に連設されてなり、該係合軸部とは別体の係合子が、前記保持器の周壁部にその周方向に等角度で複数個設けられた係止孔部の夫々に嵌め入れられ、該係合子が、付勢手段を介して該係合軸部の外周面に弾性的に押圧される如くなされており、且つ該係合子は、前記係止孔部の内周面の、前記軸線方向で見た対向部の何れか一方である係合内周面部と当接可能となされている。又、前記挿入軸部が、前記軸部とは別体の円形リング状を呈する支持リング部材の中心部に設けられた挿通孔に遊挿されており、該支持リング部材の外周部の前記係合子との対向側には、該係合子と点状接触し得る支持部が設けられてなり、又、前記挿入軸部の先端に一体に設けられた受部と前記支持リング部材の、対向する側面間に、スラスト軸受が介在されており、該受部は、前記支持リング部材に対して前記軸部の軸線回りに相対回転が可能となされている。そして、前記軸部がその軸線方向で引張され或いはその軸線方向で圧縮されて該軸部の軸力が増大することにより、前記係合子が前記支持リング部材で支持されるようになされている。該軸力が増大するに伴い、該係合子が該支持リング部材から受ける外力が増大していき、該係合子が前記係合軸部の外周面から受ける外力が減少するようになされており、該係合子が前記外周面から受ける外力が所望外力値にまで減少した状態乃至該外力がゼロになって、前記軸力が所望遮断軸力値に達した状態で、前記軸部は、前記スラスト軸受を介し前記支持リング部材に対して軸線回りに相対回転でき、その軸力を保持手段で保持し得ることを特徴とするものである。

本発明に係るトルクリミッタの他の態様は、収容孔が設けられてなる保持器と、該収容孔内に収容され且つ軸線回りに回転し得る軸部とを具え、該軸部は、断面円形の係合軸部の、軸線方向で見た両端に挿入軸部が同心に連設されてなり、該係合軸部とは別体の係合子が、前記保持器の周壁部にその周方向に等角度で複数個設けられた係止孔部の夫々に嵌め入れられ、該係合子が、該付勢手段を介して該係合軸部の外周面に弾性的に押圧される如くなされており、且つ該係合子は、前記係止孔部の内周面の、前記軸線方向で見た対向部の何れか一方である係合内周面部と当接可能となされている。又、前記各挿入軸部が、前記軸部とは別体の円形リング状を呈する支持リング部材の中心部に設けられた挿通孔に遊挿されており、該支持リング部材の外周部の前記係合子との対向側には、該係合子と点状接触し得る支持部が設けられてなり、又、前記挿入軸部の先端に一体に設けられた受部と前記支持リング部材の、対向する側面間に、スラスト軸受が介在されており、該受部は、前記支持リング部材に対して前記軸部の軸線回りに相対回転が可能となされている。そして、前記軸部がその軸線方向で引張され或いはその軸線方向で圧縮されて該軸部材の軸力が増大することにより、前記係合子が前記支持リング部材で支持されるようになされており、該軸力が増大するに伴い、該係合子が該支持リング部材から受ける外力が増大していき、該係合子が前記係合軸部の外周面から受ける外力が減少するようになされており、該係合子が前記外周面から受ける外力が所望外力値にまで減少した状態乃至該外力がゼロになって、前記軸力が所望遮断軸力値に達した状態で、前記軸部は、前記スラスト軸受を介し前記支持リング部材に対して軸線回りに相対回転でき、その軸力を保持手段で保持し得ることを特徴とするものである。

前記各トルクリミッタにおいて、前記支持部は、直線状の傾斜支持面として形成するのが好ましい。

本発明は以下の如き優れた効果を奏する。
(1) 本発明に係るトルクリミッタによるときは、軸力の増大に伴い、係合子が支持リング部材から受ける外力が増大していき、該係合子が前記係合軸部の外周面から受ける外力が減少する。換言すれば、軸力の増大に伴い限界伝達トルク（伝達可能な最大トルク）を低減させることができる。

かかることから、限界伝達トルクが軸力と無関係に一定であった従来のトルクリミッタとは異なり、所望軸力よりも小さい軸力でトルク伝達が遮断されてしまったり、逆に、所望軸力よりも大きい軸力に達してもトルク伝達を遮断できない場合が生ずる等の従来の問題点を解消できる。又、従来の摩擦面スリップ方式のトルクリミッタにおけるような、ネジ軸の支持部の損失トルクを低減でき、加速度運動時の回転部分の慣性モーメントに起因するトルクの影響を大きく低減できる。

それ故本発明によるときは、軸力そのものを所望値に精度よく制御でき、繰り返し特性に優れる軸力起因型のトルクリミッタを提供できることとなる。

(2) 本発明に係るトルクリミッタにおいて、前記所望遮断軸力値は、前記軸部に必要とされる軸力を考慮して設定されるものであるが、該所望遮断軸力値を設定するための主要要素として、前記係合軸部の外周面に弾性的に押圧される前記係合子の個数と、付勢手段の付勢力の大小と、前記支持リング部材の前記支持部に対する前記係合子の接触点における力の方向即ち法線方向と、前記軸線とのなす角度の大小がある。

従って、これらの要素を適宜に設定することによって、前記設定遮断軸力値を容易且つ確実に設定できることとなる。例えば、前記角度に関して言えば、該角度が小さい程、該支持部から受ける外力のラジアル方向成分が小さくなるため、前記係合子が前記外周面から受ける外力の減少をより小さくできることとなり、前記限界伝達トルクをより大きく設定でき、従って、前記所望遮断軸力値をより大きく設定できることになる。逆に、前記角度が大きい程、前記支持部から受ける外力のラジアル方向成分が大きくなるため、前記係合子が前記外周面から受ける外力の減少をより大きく設定できることとなり、前記限界伝達トルクをより小さく設定でき、従って、前記所望遮断軸力値をより小さく設定できることになる。このように前記角度を変えることによって、所望遮断軸力値を、前記軸部材に必要とされる軸力を考慮して容易且つ確実に設定できることとなるのである。

(3) 本発明に係るトルクリミッタを、前記係合軸部の軸線方向で見た両端に挿入軸部を設け、各挿入軸部を、支持リング部材の中心部に設けられた挿通孔に遊挿されたものとして構成するときは、該トルクリミッタを、負荷を引く場合と負荷を押す場合の双方に利用可能である。そして、負荷を引くときの軸力と負荷を押すときの軸力を個別に設定できて軸力の制御を多様化できる利点もある。

(4) 前記支持部を、直線状の傾斜支持面として構成したときは、前記角度の設定が容易となるため、前記支持リング部材の製作を容易化し得る。

本発明に係るトルクリミッタを示す断面図である。 その部分拡大図である。 本発明に係るトルクリミッタを示す分解斜視図である。 係合子が受ける外力の状態を説明する説明図である。 所望遮断軸力値を設定する要素の一つである傾斜支持面との関係に基づく角度条件を説明する説明図である。 本発明に係るトルクリミッタの他の実施例を示す断面図である。 その部分拡大図である。 そのトルクリミッタを説明する分解斜視図である。 そのトルクリミッタにおける外力の作用状態を説明する説明図である。 所望遮断軸力値を設定する要素の一つである傾斜支持面との関係に基づく角度条件を説明する説明図である。 負荷を引く場合と負荷を押す場合の双方に利用可能に構成されたトルクリミッタを示す断面図である。 その保持手段を例示する一部断面正面図である。 負荷を引く場合と負荷を押す場合の双方に利用可能に構成されたトルクリミッタの他の使用態様を示す一部断面正面図である。 係合子の他の態様を示す斜視図と断面図である。 付勢手段を構成する円筒状のリング状バネ部材の他の態様を示す分解斜視図と断面図である。 リング状バネ部材の他の態様を示す斜視図である。 圧縮バネを用いる付勢手段の他の態様を示す一部断面正面図である。 湾曲面として構成された傾斜支持面を示す断面図である。 係合軸部の外周面に荷重分散周溝を設けた態様を外力の作用状態と共に示す説明図である。 係合軸部の外周面に荷重分散凹部を設けた態様を外力の作用状態と共に示す説明図である。 その場合における外力の変化を説明する説明図である。 荷重分散周溝に荷重分散凹部を併せて設けた場合を示す説明図である。 係合軸部の外周面に荷重分散周溝を設け、傾斜支持面に荷重分散直線状溝を設け、リング状バネ部材の内周面に荷重分散周溝を設けた場合を示す断面図と斜視図である。 リング状バネ部材の内周面に荷重分散凹部を設けた場合を示す部分斜視図である。 荷重分散周溝を断面Ｖ字状に構成した場合を示す断面図である。 従来のトルクリミッタを説明する説明図である。

図１〜３において本発明に係るトルクリミッタ１は、負荷を引く装置、例えば、ベルトやチェーン、ワイヤ等を引くことで緊張させる緊張装置２ａとしての直線運動装置２に応用されており、例えば円形孔からなる収容孔３が設けられてなる保持器４と、該収容孔３に収容され且つ軸線回りに回転し得る軸部５が設けられた軸部材６とを具えている。

前記保持器４は、本実施例においては図３に示すように、上下端７，９が平坦に形成され且つ左右側面１０，１１が円弧面に形成された基板部１２の一端面１３に、段差１５を介して円筒状部１６が突設されており、該円筒状部１６及び該基板部１２に亘って、該円筒状部１６と同心に、同径の円形の前記収容孔３が設けられている。又、該基板部１２の他端面１７に、該円筒状部１６と同心に連結ネジ軸１９が突設されている。該連結ネジ軸１９は、負荷に繋がる前記緊張装置２ａの端部に設けられたネジ孔２１に螺合されることにより、前記保持器４が前記緊張装置２ａに連結された状態となっている。

そして前記円筒状部１６の周壁部２２には、図２〜３に示すように、周方向に９０度の角度で４個の係止孔部２３，２３，２３，２３が、夫々、該円筒状部１６の半径方向に貫設されており、該係止孔部２３の夫々には、該係止孔部２３の内径に略等しい径を有する球形状の係合子（本実施例においては球体２５ａとしての係合子）２５が嵌め入れられている。

又、図２〜３に示すように、前記円筒状部１６の外周面２６の収容孔開放端２７寄り部位に嵌着周溝２９が設けられており、該嵌着周溝２９には、該円筒状部１６が略密接状態で挿入される円形挿通孔３０を有するストッパリング３１の外側面３２を外側から支持するスナップリング３３が嵌着されている。そして、前記段差１５と該ストッパリング３１の内側面３５との間に、前記係合子２５を前記円筒状部１６の半径方向に押圧するための、バネ性に富む金属素材からなる円筒状のリング状バネ部材３６ａとしての付勢手段３６が、前記周壁部２２を取り囲むように装着されており、該リング状バネ部材３６ａが該周壁部２２から脱落するのを前記ストッパリング３１が阻止している。

前記軸部材６は丸軸状に形成されており、前記保持器４の前記収容孔３に収容される前記軸部５の外側面３７に、該軸部５の軸線Ｌ方向に延長するネジ軸部３９が連設されている。該ネジ軸部３９は、図１、図３に示すように、その先側の部分４０が、基台４１に立設された軸受立壁４２に設けられた円形挿通孔４３に挿通せしめられ、該軸受立壁４２から突出したネジ軸部分４５に、保持手段４６を構成するナット４６ａが螺合されている。

又前記軸部５は、図２〜３に示すように、前記収容孔開放端２７側に存する大径の円板状の端軸部４７の内側面（前記収容孔３の底面４９側の面）に、傾斜段差５０を介して、断面円形の係合軸部５１が同心に連設されると共に、該係合軸部５１の先端面（内側面）５２に、前記軸部５の軸線Ｌと直角をなす段差面５３を介して、より小径の円柱状の挿入軸部５５が同心に連設されている。

前記係止孔部２３，２３，２３，２３に嵌め入れられている前記係合子２５，２５，２５，２５は、図２に示すように、円筒状を呈する前記リング状バネ部材３６ａの内周面５６で弾性押圧されて、前記係合軸部５１の外周面５７に弾性的に押圧される如くなされている。そして該係合子２５は、前記係止孔部２３の内周面５９の内の、前記軸線Ｌ方向で見た対向部の何れか一方である係合内周面部（本実施例においては、前記収容孔３の開放端側の部分としての係合内周面部）６０との係合によって、前記軸部５が前記収容孔３から抜け出る方向には移動が阻止されている。

又、前記挿入軸部５５が、前記軸部材６とは別体の円形リング状を呈する支持リング部材６１の中心部に設けられた挿通孔６２に遊挿状態とされている。該支持リング部材６１の外周部６３の前記係合子２５との対向側には、該係合子２５の球面６５と点状接触して該係合子２５を支持し得る傾斜支持面６６ａとしての支持部６６が、前記軸部５の先端方向に向けて周方向外側に傾斜するように設けられている。該傾斜支持面６６ａは、本実施例においては直線状の傾斜面として形成されており、前記軸線Ｌ方向に対する傾斜角度θ１は４５度に設定されている。

又、前記挿入軸部５５の先端に一体に設けられた受部６７と前記支持リング部材６１の、対向する側面６９，７０間に、スラスト軸受（本実施例においてはスラストニードル軸受）７１が介在されており、該受部６７は、該スラスト軸受７１を介して、前記支持リング部材６１に対して周方向での相対回転が可能となされている。該受部６７は、本実施例においては図２に示すように、円形リング部材７２を以て構成されており、前記挿入軸部５５の先側部分をなすネジ軸部７３が該円形リング部材７２のネジ孔部７５に螺合されている。そして、該円形リング部材７２の外周面部に螺合されて前記ネジ軸部７３の外周面７６を押圧する止着ネジ７７の締め付けによって、該円形リング部材７２が前記挿入軸部５５に固定され、これによって前記受部６７が構成されている。

そして、図１において前記ナット４６ａを締め付けるに伴い、前記軸部材６がその軸線方向で引張されてその軸力が増大するようになされている。又、前記のように、係合子２５が支持リング部材６１の前記傾斜支持面６６ａで点状接触状態で支持されるようになされている。かかることから、前記ナット４６ａの締め付けによって前記軸部材６の軸力が増大するに伴い、該係合子２５が該傾斜支持面６６ａから受ける外力が増大し、これに伴い、該係合子２５が前記係合軸部５１の外周面５７から受ける外力が減少する。そして、該係合子２５が前記係合軸部５１の外周面５７から受ける外力が所望外力値にまで減少した状態乃至該外力がゼロになった状態、即ち、前記軸力が所望遮断軸力値に達した状態で、前記軸部材６は、前記スラスト軸受７１を介し前記支持リング部材６１に対して前記軸線Ｌ回りに回転できる。このときの軸力は、前記ナット４６ａを含む前記保持手段４６で保持される。

次に、かかる構成を有するトルクリミッタ１の作用をより詳しく説明する。今、前記ベルト等を所要に緊張させるに必要な緊張力が前記直線運動装置（緊張装置２ａ）２に要求される場合を考えると、この必要な緊張力は、負荷に繋がる直線運動装置２に連結されている前記トルクリミッタ１の前記軸部５の軸力を所望遮断軸力値にまで上昇させることによって確保することになる。

そのために先ず、前記軸部材６の軸力が所望遮断軸力値を取り得るように、前記４個の係合子２５，２５，２５，２５が前記係合軸部５１の外周面５７を弾性的に押圧することにより発生する摩擦力が所望値となるように、前記リング状バネ部材３６ａによる付勢力を所要に設定する。該摩擦力に起因して、前記係合子２５と前記外周面５７との間で、限界伝達トルク（伝達可能な最大トルク）が発生する。

この状態で、前記緊張装置２ａが前記ベルト等を所要の緊張状態とするために前記ナット４６ａを締め付ける。このナット４６ａの締め付けにより、前記軸部材６が図１において右方向Ｆに移動し、該軸部材６の軸力が増大していく。この間において前記係合子２５が受ける外力の状態を、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に基づいて説明する。ここで、前記係合子２５が前記リング状バネ部材３６ａから受ける外力（係合子の半径方向で受ける外力）を第１の外力Ｆ１とし、前記係合子２５が前記係合軸部５１の外周面５７から受ける外力（係合子の半径方向で受ける外力）を第２の外力Ｆ２とし、前記係合子２５が前記係止孔部２３の前記係合内周面部６０から受ける外力（係合子の半径方向で受ける外力）を第３の外力Ｆ３とし、前記係合子２５が前記支持リング部材６１の前記傾斜支持面６６ａから受ける外力（係合子の半径方向で受ける外力）を第４の外力Ｆ４とする。

図４（Ａ）は、前記軸部材６の軸力がゼロのときの外力作用状態を示すものであり、前記係合子２５が受ける外力は、リング状バネ部材３６ａから受ける第１の外力Ｆ１と、係合軸部５１の外周面５７から受ける第２の外力Ｆ２のみであり、このときにおける前記限界伝達トルクは最大である。

図４（Ｂ）は、前記軸力が前記所望遮断軸力値よりも小さいときの外力作用状態を示すものであり、前記係合子２５が受ける外力は、リング状バネ部材３６ａから受ける第１の外力Ｆ１と、係合軸部５１の外周面５７から受ける第２の外力Ｆ２と、前記係合内周面部６０から受ける第３の外力Ｆ３と、前記傾斜支持面６６ａから受ける第４の外力Ｆ４である。該軸力が増大するに伴い、該係合子２５が該傾斜支持面６６ａから受ける第４の外力Ｆ４が増大していき、該係合軸部５１の外周面５７から受ける第２の外力Ｆ２が減少していく。このように、軸力の増大によって第２の外力Ｆ２が減少していくに伴い、前記限界伝達トルクは低減していき、トルク伝達余力（限界伝達トルクと、トルクリミッタ１の前記軸力に応じた伝達トルクとの差）が減少していく。

図４（Ｃ）は、前記軸力が前記所望遮断軸力値に達したときの外力作用状態を示すものであり、前記係合子２５が受ける外力は、リング状バネ部材３６ａから受ける第１の外力Ｆ１と、係合軸部５１の外周面５７から受ける第２の外力Ｆ２と、前記係合内周面部６０から受ける第３の外力Ｆ３と、前記傾斜支持面６６ａから受ける第４の外力Ｆ４であるが、該係合子２５が該傾斜支持面６６ａから受ける第４の外力Ｆ４が増大して、前記外周面５７から受ける第２の外力Ｆ２は、所望外力値にまで減少した状態にあり乃至ゼロの状態にある。該状態では、前記トルク伝達余力はゼロである。該状態で、前記係合子２５，２５，２５，２５と前記支持リング部材６１とが一体化している。前記のように挿入軸部５５が、前記軸部材６とは別体の円形リング状を呈する支持リング部材６１の中心部に設けられた挿通孔６２に遊挿されているため、このように支持リング部材６１が係合子２５，２５，２５，２５と一体化した状態においては、挿入軸部５５が挿通孔６２の内周面に接触していない。

そして図２に示すように、前記挿入軸部５５の先端に一体に設けられた前記受部６７と前記支持リング部材６１の、対向する側面６９，７０間に、前記スラスト軸受７１が介在されている。かかることから、該状態で、該受部６７は、前記スラスト軸受７１を介し前記支持リング部材６１に対して前記軸線Ｌ回りに回転することになる。即ち、前記係合子２５が受ける前記第２の外力Ｆ２が、所望外力値にまで減少した状態にあり乃至ゼロの状態にあることから、最早、前記ナット４６ａを前記ネジ軸部３９に対して締め付けることができず、該ナット４６ａと該ネジ軸部３９とが一体となって回転することになるのである。この回転は、目視又はセンサーで検知できる。

これにより、前記緊張装置２ａを介して前記ベルト等を所要に緊張させた状態が得られることになる。そして前記軸部５の設定軸力は、ナット４６ａとしての保持手段４６で保持されることから、ベルト等の緊張状態がそのまま保持されることになる。
前記第４の外力Ｆ４は、前記係合子２５が該傾斜支持面６６ａから受ける外力であり、該傾斜支持面６６ａに対して直交している。該第４の外力Ｆ４は、アキシャル方向成分（軸部材６の軸線Ｌ方向成分）とラジアル方向成分（軸部材６の軸線Ｌと直交する方向の成分）に分力される。本実施例においては、該傾斜支持面６６ａに点状接触状態となる係合子２５の４個が、前記周壁部２２の周方向に等角度（本実施例においては９０度の角度）で配置されているため、各係合子２５が受ける第４の外力Ｆ４の前記ラジアル方向成分は相殺される。従って、前記支持リング部材６１はラジアル方向には移動できない。それ故、該支持リング部材６１が前記挿入軸部５５と接触しない。そして、各係合子２５が受ける第４の外力Ｆ４の前記アキシャル方向成分は、前記スラスト軸受７１に負荷されるため、該アキシャル方向成分は、軸部５と係合子２５間の伝達トルクに影響を与えない。

かかる構成のトルクリミッタ１によるときは、前記したように、前記軸部５の軸力の増大に伴い、係合子２５が前記係合軸部５１の外周面５７から受ける外力が減少していく。即ち、限界伝達トルクが軸部材の軸力と無関係に一定であった従来のトルクリミッタとは異なり、限界伝達トルクが低減していくのである。かかることから、前記構成のトルクリミッタ１のトルク伝達余力は、遮断軸力値よりも小さい状態において、従来のトルクリミッタに比し大きいと言える。従って、該トルクリミッタ１は、軸力そのものを所望値に精度よく制御でき繰り返し特性に優れるのである。

前記遮断軸力値を設定するための主要な要素は、前記係合軸部５１の外周面５７に弾性的に押圧される前記係合子２５の個数と、前記付勢手段３６による係合子２５の押圧力と、前記傾斜支持面６６ａの傾斜角度がある。

前記所望遮断軸力値は、前記軸部５に必要とされる所望の軸力を考慮して設定されるものであるが、ここで、その設定手段について説明する。該所望遮断軸力値を設定するための主要要素は、前記係合軸部５１の外周面５７に弾性的に押圧される前記係合子２５の個数と、付勢手段の一種である前記リング状バネ部材３６ａを介しての係合子２５の押圧力の大小と、図５に示す、該傾斜支持面６６ａに対する前記係合子２５の接触点７９と該係合子２５の中心６４とを結んだ直線が軸線Ｌとなす角度θ２の大小である。本実施例においては、前記傾斜支持面６６ａの前記軸線Ｌに対する傾斜角度θ１（図３）の大小である。

これらについてより具体的に説明すれば、該係合子２５の配設個数を増やすほど遮断軸力値を大きくできる。この個数は前記係合軸部５１の直径とも関係し、直径が大きいほど係合子２５の配設個数を増やすことができる。

又、前記リング状バネ部材３６ａの付勢力が大きい程、前記係合子２５が前記外周面５７から受ける前記第２の外力Ｆ２をより大きく設定できる。これによって前記限界伝達トルクをより大きく設定でき、前記所望遮断軸力値をより大きく設定できることとなる。逆に、該付勢力が小さい程、該第２の外力Ｆ２をより小さく設定できる。これによって前記限界伝達トルクをより小さく設定でき、前記所望遮断軸力値を小さく設定できることとなる。

又、前記傾斜支持面６６ａの傾斜角度θ１が大きい程、該傾斜支持面６６ａから受ける外力Ｆ４のラジアル方向成分が小さくなるため、前記係合子２５が前記外周面５７から受ける外力の減少をより小さくでき、前記限界伝達トルクをより大きく設定できる。従って、前記所望遮断軸力値をより大きく設定できることになる。逆に、前記傾斜角度θ１が小さい程、前記傾斜支持面６６ａから受ける外力Ｆ４のラジアル方向成分が大きくなるため、前記係合子２５が前記外周面５７から受ける外力の減少をより大きく設定でき、前記限界伝達トルクをより小さく設定できる。従って、前記所望遮断軸力値をより小さく設定できることになる。

図６〜８は、本発明に係るトルクリミッタ１の他の実施例を示すもので、負荷を押す装置（例えば、ベルトやチェーン、ワイヤ等を押すことで緊張させる押圧装置２ｂとしての直線運動装置２）に応用されており、例えば円形孔からなる収容孔３が設けられてなる保持器４と、該収容孔３に収容され且つ軸線Ｌ回りに回転し得る軸部５が設けられた軸部材６を具えている。

前記保持器４は、本実施例においては図７〜８に示すように、上下端７，９が平坦に形成され且つ左右側面１０，１１が円弧面に形成された基板部１２の一端面１３に、段差１５を介して円筒状部１６が突設されており、該円筒状部１６及び該基板部１２に亘って、該円筒状部１６と同心に、同径の円形の前記収容孔３が設けられている。又、該基板部１２の他端面１７に、該円筒状部１６と同心に連結ネジ軸１９が突設されている。該連結ネジ軸１９は、負荷に繋がる前記押圧装置２ｂの端部に設けられたネジ孔２１に螺合されることにより、前記保持器４が前記押圧装置２ｂに連結された状態となっている。

そして図７〜８に示すように、前記円筒状部１６の周壁部２２には、周方向に９０度の角度で４個の係止孔部２３，２３，２３，２３が、夫々、該円筒状部１６の半径方向に貫設されており、該係止孔部２３の夫々には、該係止孔部２３の内径に略等しい径を有する球形状の係合子（本実施例においては球体２５ａとしての係合子）２５が嵌め入れられるようになされている。

又、図７〜８に示すように、前記円筒状部１６の外周面２６の収容孔開放端２７寄り部位に嵌着周溝２９が設けられており、該嵌着周溝２９には、該円筒状部１６が略密接状態で挿入される円形挿通孔３０を有するストッパリング３１の外側面３２を外側から支持するスナップリング３３が嵌着されている。そして、前記段差１５と該ストッパリング３１の内側面３５との間に、前記係合子２５を前記円筒状部１６の半径方向に押圧するための、バネ性に富む金属素材からなる円筒状のリング状バネ部材３６ａとしての付勢手段３６が、前記周壁部２２を取り囲むように装着されており、該リング状バネ部材３６ａが該周壁部２２から脱落するのを前記ストッパリング３１が阻止している。

前記軸部材６は丸軸状に形成されており、前記保持器４の前記収容孔３に収容される前記軸部５の外側面３７に、該軸部５の軸線Ｌ方向に延長するネジ軸部３９が連設されている。そして該ネジ軸部３９は、図６、図８に示すように、その先側の部分４０が、基台４１に立設された軸受立壁４２に設けられた円形挿通孔４３に挿通せしめられ、該軸受立壁４２の内側に存するネジ軸部分８１に、保持手段４６を構成するナット４６ｂが螺合されている。

そして前記軸部５は、図７〜８に示すように、断面円形の係合軸部５１の内側面（前記収容孔３の底面８２側の面）に、傾斜段差８３を介して、円板状の端軸部８５が同心に連設されると共に、該係合軸部５１の外側面（前記収容孔開放端２７側の面）に、前記軸部５の軸線Ｌと直角をなす段差面８６を介して、より小径の挿入軸部５５が同心に連設されている。そして該挿入軸部５５の外端に、円板状の受部６７が同心に一体に設けられ、該受部６７の内側面８７は、前記軸線Ｌと直交する面として形成されている。

前記受部６７は、本実施例においては図７〜８に示すように、挿入軸部５５の端部に同心に設けられた円板状部９０を以て構成されており、該円板状部９０の軸線Ｌに沿って、該円板状部９０の内側面９１で開口するネジ孔部９２が設けられている。そして、前記挿入軸部５５の外端に連設されたネジ軸９３が該ネジ孔部９２に螺合され、該螺合状態で、該円板状部９０の外周面で螺合されて前記ネジ軸９３の外周面９５を押圧する止着ネジ９６の締め付けによって、該円板状部９０が前記挿入軸部５５に固定され、これによって、該係合軸部５１の外端に、円板状の受部６７が同心に一体に設けられた構成となっている。

そして、前記係止孔部２３，２３，２３，２３に嵌め入れられている前記係合子２５，２５，２５，２５は、図７に示すように、前記リング状バネ部材３６ａを介して、前記係合軸部５１の外周面５７に弾性的に押圧される如くなされている。該係合子２５は、前記係止孔部２３の内周面５９の内の、前記軸線Ｌ方向で見た対向部の何れか一方である係合内周面部（本実施例においては、前記収容孔３の底面８２側の部分としての係合内周面部）６０との係合によって、前記軸部５が前記底面８２に向けて移動する方向には移動が阻止されるようになされている。

又、前記挿入軸部５５が、前記軸部材６とは別体の円形リング状を呈する支持リング部材６１の中心部に設けられた挿通孔６２に遊挿状態とされている。該支持リング部材６１の外周部６３の前記係合子２５との対向側には、該係合子２５の球面と点状接触して該係合子２５を支持し得る傾斜支持面６６ａが、前記軸部５の先端方向に向けて周方向外側に傾斜するように設けられている。該傾斜支持面６６ａは、本実施例においては直線状の傾斜面として形成されており、前記軸線Ｌ方向に対する傾斜角度θ１は４５度に設定されている。又、前記挿入軸部５５の先端に一体に設けられた受部６７と前記支持リング部材６１との対向する側面６９，７０間にスラスト軸受（本実施例においてはスラストニードル軸受）７１が介在されており、該受部６７は、前記支持リング部材６１に対して周方向での相対回転が可能となされている。

なお、前記挿入軸部５５の遊挿及び、前記スラスト軸受７１の介在は、前記ネジ軸９３を前記ネジ孔部９２に螺合する前に行われる。

然して、かかる構成を有するトルクリミッタ１によるときは、前記ナット４６ｂの締め付けによって前記軸部材６がその軸線Ｌ方向で圧縮され、該軸部材６の軸力が増大することにより、前記係合子２５が前記支持リング部材６１の前記傾斜支持面６６ａで支持される。そして実施例１で説明したところと同様にして、該軸力が増大するに伴い、該係合子２５が該傾斜支持面６６ａから受ける第４の外力Ｆ４が増大していき、該係合軸部５１の外周面５７から受ける第２の外力Ｆ２が減少していく。このように、軸力の増大によって第２の外力Ｆ２が減少していくに伴い、前記限界伝達トルクは低減していき、トルク伝達余力（限界伝達トルクと、トルクリミッタ１の前記軸力に応じた伝達トルクとの差）が減少していく。

図９は、前記軸力が前記所望遮断軸力値に達したときの外力作用状態を示すものであり、前記係合子２５が受ける外力は、リング状バネ部材３６ａから受ける第１の外力Ｆ１と、係合軸部５１の外周面５７から受ける第２の外力Ｆ２と、前記係合内周面部６０から受ける第３の外力Ｆ３と、前記傾斜支持面６６ａから受ける第４の外力Ｆ４であるが、該係合子２５が該傾斜支持面６６ａから受ける第４の外力Ｆ４が増大して、前記外周面５７から受ける第２の外力Ｆ２は、所望外力値にまで減少した状態にあり乃至ゼロの状態にある。該状態では、前記トルク伝達余力はゼロである。該状態で、前記係合子２５，２５，２５，２５と前記支持リング部材６１とが一体化している。前記のように挿入軸部５５が、前記軸部材６とは別体の円形リング状を呈する支持リング部材６１の中心部に設けられた挿通孔６２に遊挿されているため、このように支持リング部材６１が係合子２５，２５，２５，２５と一体化した状態においては、挿入軸部５５が挿通孔６２の内周面に接触していない。

そして、前記挿入軸部５５の先端に一体に設けられた前記受部６７と前記支持リング部材６１との、対向する側面６９，７０間に、前記スラスト軸受７１が介在されている。かかることから、該状態で、該受部６７は、前記スラスト軸受７１を介し前記支持リング部材６１に対して前記軸線Ｌ回りに回転することになる。即ち、前記係合子２５が受ける前記第２の外力Ｆ２が所望外力値にまで減少した状態にあり乃至ゼロの状態にあることから、最早、前記ナット４６ｂを前記ネジ軸部８１に対して締め付けることができず、該ナット４６ｂが該ネジ軸部８１と一体化して回転することになるのである。この回転は、目視又はセンサーで検知できる。

これにより、前記押圧装置２ｂを介して前記ベルト等を所要に緊張させた状態が得られることになる。そして前記軸部材６の所望軸力は、ナット４６ｂとしての保持手段４６で保持されることから、ベルト等の緊張状態がそのまま保持されることになる。

前記第４の外力Ｆ４は、前記係合子２５が該傾斜支持面６６ａから受ける外力であり、該傾斜支持面６６ａに対して直交している。該第４の外力Ｆ４は、アキシャル方向成分（軸部材６の軸線Ｌ方向成分）とラジアル方向成分（軸部材６の軸線Ｌと直交する方向の成分）に分力される。本実施例においては、該傾斜支持面６６ａに点状接触状態となる係合子２５の４個が、前記周壁部２２の周方向に等角度（本実施例においては９０度の角度）で配置されているため、各係合子２５が受ける第４の外力Ｆ４の前記ラジアル方向成分は相殺される。従って、前記支持リング部材６１はラジアル方向には移動できない。それ故、該支持リング部材６１が前記挿入軸部５５と接触しない。そして、各係合子２５が受ける第４の外力Ｆ４の前記アキシャル方向成分は、前記スラスト軸受７１に負荷されるため、該アキシャル方向成分は、軸部５と係合子２５間の伝達トルクに影響を与えない。

かかる構成のトルクリミッタ１によるときは、前記したように、前記軸部材６の軸力の増大に伴い、係合子２５が前記係合軸部５１の外周面５７から受ける外力が減少していく。即ち、限界伝達トルクが軸部材の軸力と無関係に一定であった従来のトルクリミッタとは異なり、限界伝達トルクが低減していくのである。かかることから、前記構成のトルクリミッタ１のトルク伝達余力は、遮断軸力値よりも小さい状態において、従来のトルクリミッタに比し大きいと言える。従って、該トルクリミッタ１は、軸力そのものを所望値に精度よく制御でき繰り返し特性に優れるのである。

そして、該第２の外力Ｆ２が所望外力値に減少した状態乃至該第２の外力Ｆ２がゼロになって前記軸力が所望遮断軸力値に達した状態で、前記軸部５は、前記スラスト軸受７１を介して前記支持リング部材６１に対して該軸部材６の軸線Ｌ回りに回転できる。そしてこのときの軸力が、前記ナット４６ｂとしての保持手段４６で保持される。

なお前記所望遮断軸力値は、前記と同様に、前記係合軸部５１の外周面５７に弾性的に押圧される前記係合子２５の個数や、付勢手段の一種である前記リング状バネ部材３６ａを介しての係合子２５の押圧力の大小で設定できる。又、図１０に示すように、該傾斜支持面６６ａに対する前記係合子２５の接触点７９と該係合子２５の中心６４とを結んだ直線が前記軸線Ｌとなす角度θ２の大小で設定できる。本実施例においては、前記傾斜支持面６６ａの前記軸線Ｌに対する傾斜角度θ１の大小で設定できる。

図１１〜１２は、本発明に係るトルクリミッタ１のその他の実施例を示すものであり、負荷を引く場合（例えば、緊張装置２ａとしての直線運動装置２に応用された場合）、と負荷を押す場合（例えば、押圧装置２ｂとしての直線運動装置２に応用された場合）の双方に利用可能に構成されており、前記実施例１と前記実施例２における２つの機能を兼ね備える如く構成されている。

トルクリミッタ１は、より具体的には、負荷に繋がる直線運動装置２に連結され且つ例えば円形孔からなる収容孔３が設けられてなる保持器４と、該収容孔３内に収容され且つ軸線Ｌ回りに回転し得る軸部５を具えており、該軸部５は、断面円形の係合軸部５１の、軸線Ｌ方向で見た左右端に、挿入軸部５５，５５が同心に連設されている。そして、各挿入軸部５５，５５が、前記軸部５とは別体の円形リング状を呈する支持リング部材６１，６１の中心部に設けられた挿通孔６２，６２に遊挿されている。

前記保持器４の構成、前記係合子２５の構成、該係合子２５の保持器４の周壁部２２に対する取り付けの構成、前記付勢手段３６の構成、前記支持リング部材６１の構成、前記受部６７の構成は、実施例１及び実施例２における場合と同様であるため、同様の構成部分には、前記と同一の符号を付して具体的な説明を省略している。

トルクリミッタ１をこのように構成する場合は、図１２（Ａ）に示すように、前記ナット４６ａを締め付けるに伴い、前記軸部材６がその軸線Ｌ方向で引張されてその軸力が増大するようになされている。そして前記のように、係合子２５が、左側の支持リング部材６１ａの前記傾斜支持面６６ａで点状接触状態で支持されるようになされている。一方、図１２（Ｂ）に示すように、前記ナット４６ｂを締め付けるに伴い、前記軸部材６がその軸線Ｌ方向で圧縮されてその軸力が増大するようになされている。そして前記のように、係合子２５が、右側の支持リング部材６１ｂの前記傾斜支持面６６ａで点状接触状態で支持されるようになされている。

かかることから、前記実施例１、実施例２で詳述したように、前記軸部材６がその軸線Ｌ方向に引張され或いはその軸線Ｌ方向で圧縮されて前記軸部５の軸力が増大することによって、前記係合子２５が前記支持リング部材６１，６１の何れか一方で支持されるようになされており、該軸力が増大することよって、該係合子２５が該支持リング部材６１から受ける前記第４の外力Ｆ４が増大して、該係合子２５が前記係合軸部５１の外周面５７から受ける前記第２の外力Ｆ２が減少するようになされている。

このように構成されたトルクリミッタ１によるときは、負荷を引くときの軸力（図１２（Ａ）において矢印Ｐ１方向に引くとき）と、負荷を押すとき（図１２（Ｂ）において矢印Ｐ２方向に押すとき）の軸力を個別に設定できる利点がある。例えば、押すときは所望遮断軸力値を大きくし、引くときは所望遮断軸力値を小さくする。

なお前記所望遮断軸力値は、前記と同様に、前記係合軸部５１の外周面５７に弾性的に押圧される前記係合子２５の個数や、付勢手段の一種である前記リング状バネ部材３６ａを介しての係合子２５の押圧力の大小、前記傾斜支持面６６ａの前記軸線Ｌに対する傾斜角度θ１の大小等によって設定できる。

図１３は、負荷を引く場合と負荷を押す場合の双方に利用可能に構成されたトルクリミッタ１の他の使用態様を示すものであり、前記軸部５に同心に駆動ネジ軸９４が連設されている。又、前記保持器４の前記基板部１２に、該駆動ネジ軸９４と同心に駆動軸部９８が突設されている。そして該駆動軸部９８を、図示しない駆動装置を介して図示しないモータで正逆回転させると、前記係合子２５と前記係合軸部５１の外周面５７との間で発生する摩擦力による伝達トルクによって、トルクリミッタ１と共に前記駆動ネジ軸９４を回転させ得るようになされている。

そして、前記駆動ネジ軸９４には駆動ナット１０４が螺合されており、該駆動ナット１０４は、該駆動ネジ軸９４の回転の動きを該駆動ネジ軸９４の軸線方向の動きに変換するものである。本実施例においては、該駆動ナット１０４は、該駆動ネジ軸９４の該駆動ナット１０４より先側の部分１０８を収容するための筒体１１４の内部の下端部分１１８に内挿状態となされ該下端部分１１８に固定されている。該駆動ナット１０４と該筒体１１４とは、前記直線運動装置２の構成要素の一部分である。

前記駆動ネジ軸９４の正逆回転に伴う前記筒体１１４の直線運動によって、トルクリミッタ１を、負荷を引く場合にも負荷を押す場合にも利用できる。

然して、前記駆動ネジ軸９４がその軸線方向に引張され或いはその軸線方向で圧縮されて前記軸部５の軸力が増大することによって、前記係合子２５が前記支持リング部材６１，６１の何れか一方で支持される。該軸力が増大することによって、該係合子２５が該支持リング部材６１から受ける前記第４の外力Ｆ４が増大し、該係合子２５が前記係合軸部５１の外周面５７から受ける前記第２の外力Ｆ２が減少する。そして、該第２の外力Ｆ２が所望外力値にまで減少した状態となり乃至ゼロの状態になると、前記駆動軸部９８が回転し続けても（従って、前記保持器４と前記支持リング部材６１とが前記係合子２５を介して一体となって軸線回りに回転し続けても）、前記スラスト軸受７１の作用によって、支持リング部材６１は回転状態にあっても前記受部６７は停止状態となり、前記駆動ネジ軸９４の回転は停止することになる。そして、このときの軸力は、前記駆動ナット１０４を含む保持手段４６で保持される。

本発明は、前記実施例で示したものに限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内で種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。その一例を挙げれば次のようである。

(1) 前記遮断軸力値を設定するための要素の一つとしては、前記のように、前記係合軸部５１の外周面５７に弾性的に押圧される前記係合子２５の個数がある。該係合子２５の個数は複数個であればよいのであるが、該係合子２５を、前記のような球体２５ａとして構成するのではなく、例えば図１４に示すような、対向部が平行するカット面９７，９７として形成された樽形球体２５ｂとして構成するときは、該樽形球体２５ｂのカット面９７，９７間の距離を前記球体２５ａの直径よりも小さくできる。従って、前記球体２５ａと該樽形球体２５ｂを、同一直径を有する前記周壁部２２に配置する場合の取り付け個数で比較すれば、樽形球体を取り付ける場合の方が、より多くの係合子２５を配置できることになる。該係合子２５は、前記軸力が増大するに伴い前記支持リング部材６１から受ける外力が増大していき係合子２５が前記係合軸部５１の外周面５７から受ける外力が減少する限り、円板状等に構成することもできる。

(2) 図１５は、前記付勢手段３６を構成する円筒状のリング状バネ部材３６ａの他の態様を示すものであり、その内周面５６の一端側の部分は、軸線方向で見た一端９９から他端１００に向けて小径となるテーパ状面部１０１に形成されている。該テーパ状面部１０１は、前記係合子２５を前記係合軸部５１の外周面５７に弾性的に押圧する。そして、該内周面５６の他端側の部分は、雌ネジ内周面部１０２とされている。
そして該雌ネジ内周面部１０２は、図１５に示すように、前記周壁部２２の外周面の収容孔開放端２７側の部分に設けられた雄ネジ外周面部１０３に螺合するように構成されている。そして、該雄ネジ外周面部１０３に対する該雌ネジ内周面部１０２のネジ込み量が大きくなるにつれて、前記テーパ状面部１０１による、前記係合軸部５１の外周面５７に対する係合子２５の弾性的な押圧力を大きくすることができる。これによって、リング状バネ部材３６ａによる該外周面５７に対しての係合子２５の弾性的な押圧力を所要に調節することができるのである。この調節状態は、前記リング状バネ部材３６ａの他端部分に設けられた鍔部１２０に設けたネジ孔１２１に螺合する止着ネジ１２２を締め付けて該止着ネジ１２２の先端１２３を前記雄ネジ外周面部１０３に押圧状態とすることにより保持される。

(3) 前記付勢手段３６は、前記した、周方向に閉じた円筒状を呈するリング状バネ部材３６ａを以て構成することの他、図１６に示すように、周面部に割溝１０５が設けられた割溝付きリング状バネ部材３６ｂを以て構成されることもある。
又、図１７に示すように、前記係止孔部２３に嵌め入れられた係合子２５を、該係止孔部２３に嵌め入れた圧縮バネ（コイルバネや板バネ等）１１７で所要に押圧するように構成することもできる。この場合、例えば図１７に示すように、該係止孔部２３の外端側の部分に設けた雌ネジ部１０６に調節ネジ１０７を螺合し、該調節ネジ１０７のねじ込み量を調整することによって、前記外周面５７に対しての係合子２５の弾性的な押圧力を所要に調節することができる。このように構成する場合、周方向に設けられた複数個の係止孔部２３に螺合されている調節ネジ１０７の夫々を同時に同量分だけねじ込み操作できるように、一括ねじ込み手段を付設することもできる。

その他、前記付勢手段３６は、エア圧や油圧等の流体圧を利用して構成したり、電磁弁を用いて構成して、該係合子２５を外周面５７に対して弾性的に押圧でき且つその押圧力を調整するようになすこともできる。要は、何らかの手段で係合子２５を外周面５７に対して弾性的に押圧でき且つその押圧力を調整できるものであればよい。
又、前記付勢手段３６を、前記リング状バネ部材３６ａや割溝付きリング状バネ部材３６ｂを以て構成する場合、これらを、金属とゴムとの複合素材を用いて構成することもできる。

(4) 前記支持リング部材６１に設けられている前記傾斜支持面６６ａは、前記した直線状の傾斜面として形成されることの他、例えば図１８に示すような湾曲面として構成されることもある。この場合も、係合子２５は、湾曲面からなる該傾斜支持面６６ａに点状接触する。又前記支持部６６は、前記係合子２５と点状接触し得る限り、前記傾斜支持面６６ａとしての他、点状乃至線状等を呈するものであってもよい。

(5) 前記軸部５をその軸線回りに回転させると共に、該軸部５の軸力を保持手段４６で保持する構成は、前記のように、通常のネジ軸３９と通常のナット４６ａ，４６ｂとの組み合わせで構成することの他、ボールネジとボールネジナットとの組み合わせで構成することもできる。又、軸体と、該軸体の軸線に対して傾く軸線を有する一対のローラとの組み合わせで構成され、該一対のローラを回転させることによって該軸体を回転させ得るように構成されたものの他、磁気ネジを用いて構成することもできる。

(6) 前記スラスト軸受７１は、スラストニードル軸受の他、スラスト玉軸受、スラストころ軸受、各種の素材からなる板状の軸受であってもよい。

(7) 図１９は、前記係合軸部５１の外周面５７に、前記係合子２５の球面部分１０９を嵌め入れるための断面円弧状の浅い荷重分散周溝１１０を周方向に連続して設けた場合を示している。溝深さは、例えば０．２〜０．３ｍｍ程度に設定される。このように構成する場合は、トルクリミッタの使用条件によって、より大きな軸力が要求されるために前記係合軸部５１の外周面５７に対する係合子２５による押圧力が大なるときも、前記した点状接触状態における場合とは異なり、該係合子２５が該荷重分散周溝１１０に円弧状の線状接触状態となって荷重を分散させることができる。従って、所望遮断軸力値を大きく確保するために前記押圧力を大きくしたときも、該外周面５７に過大な応力が作用して係合軸部５１が損傷されるのを防止できることになる。そして、このように周溝として構成する場合は、前記周壁部２２の周方向に配置する係合子２５の位置関係によらず、該係合子２５を該荷重分散周溝１１０に嵌め入れることができる。

図１９には、荷重分散周溝１１０が設けられている場合における第１の外力Ｆ１、第２の外力Ｆ２、第３の外力Ｆ３、第４の外力Ｆ４の作用状態が併せて示されている。この状態で、前記ナット４６ａや前記ナット４６ｂの締め付けによって前記軸部材６の軸力が増大する。更にナット４６ａやナット４６ｂを締め付けることにより、前記係合子２５が前記係合軸部５１の外周面５７から受ける外力が減少し、前記軸部材６の軸力が所望遮断軸力値に達する。

図２０は、同様の目的で、該係合軸部５１の外周面５７に、球面状の浅い荷重分散凹部１１３を前記係合子２５の配置に併せて設けた場合を示している。荷重分散凹部１１３の深さは、例えば０．２〜０．３ｍｍ程度に設定される。このように構成するときは、該係合子２５が該荷重分散凹部１１３に球面接触状態となって荷重を分散させることができる。図２０には、荷重分散凹部１１３が設けられている場合における第１の外力Ｆ１、第２の外力Ｆ２、第３の外力Ｆ３、第４の外力Ｆ４の作用状態が併せて示されている。図２１（Ａ）は、前記第２の外力Ｆ２がゼロではあるが、前記係合子２５が前記荷重分散凹部１１３に収まった状態を示している。この状態で前記ナット４６ａや前記ナット４６ｂを更に締め付けることにより、図２１（Ｂ）に示すように、該係合子２５が該荷重分散凹部１１３から脱した状態となる。このとき前記係合子２５が、前記リング状バネ部材３６ａを、ラジアル方向外側へ微小変位させ、該係合子２５が荷重分散凹部１１３から脱出し、前記軸部材６の軸力が所望遮断軸力値に達した状態となり得る。

図２２は、前記荷重分散周溝１１０の溝底部分１１１に更に、球面状の浅い荷重分散凹部１１３を、前記係合子２５の配置に合わせて設けた場合を示している。

又図２３（Ａ）（Ｂ）は、荷重分散によって前記傾斜支持面６６ａを保護するために、該傾斜支持面６６ａの傾斜方向に沿って、断面円弧状で直線状を呈する浅い荷重分散直線状溝１１５を設けた場合を示している。

又図２３（Ａ）（Ｃ）は、前記付勢手段３６を前記リング状バネ部材３６ａや前記割溝付きリング状バネ部材３６ｂを以て構成する場合、荷重分散によってこれらを保護するために、該リング状バネ部材３６ａや該リング状バネ部材３６ｂの内周面５６に、係合子２５を嵌め入れる、断面円弧状の浅い荷重分散周溝１１６を設けた場合を示している。又図２４は、同様の目的で、該内周面５６に、球面状の浅い荷重分散凹部１１７を周方向に所要角度で設けた場合を示している。

図２５は、前記係合軸部５１の外周面５７に設けられた、断面Ｖ字状を呈する荷重分散周溝１１０を示すものであり、又、前記傾斜支持面６６ａにも、断面Ｖ字状を呈する荷重分散直線状溝を設けることができる。

(8) 前記収容孔３は、図１や図６等で示すような有底でなく、貫通孔として構成されることもある。

１ トルクリミッタ
２ 直線運動装置
２ａ 緊張装置
３ 収容孔
４ 保持器
５ 軸部
６ 軸部材
１２ 基板部
１６ 円筒状部
２２ 円筒状部の周壁部
２３ 係止孔部
２５ 係合子
３７ 軸部の外側面
３９ ネジ軸部
４６ 保持手段
４６ａ ナット
４６ｂ ナット
４７ 端軸部
５１ 係合軸部
５５ 挿入軸部
５７ 係合軸部の外周面
５９ 係止孔部の内周面
６０ 係合内周面部
６１ 支持リング部材
６２ 挿通孔
６６ 支持部
６６ａ 傾斜支持面
６７ 受部
７１ スラスト軸受
１１０ 荷重分散周溝
１１３ 荷重分散凹部
１１７ 荷重分散凹部

Claims (3)

1. 収容孔が設けられてなる保持器と、該収容孔内に収容され且つ軸線回りに回転し得る軸部とを具え、該軸部は、断面円形の係合軸部の、軸線方向で見た一端に挿入軸部が同心に連設されてなり、該係合軸部とは別体の係合子が、前記保持器の周壁部にその周方向に等角度で複数個設けられた係止孔部の夫々に嵌め入れられ、該係合子が、付勢手段を介して該係合軸部の外周面に弾性的に押圧される如くなされており、且つ該係合子は、前記係止孔部の内周面の、前記軸線方向で見た対向部の何れか一方である係合内周面部と当接可能となされており、
   又、前記挿入軸部が、前記軸部とは別体の円形リング状を呈する支持リング部材の中心部に設けられた挿通孔に遊挿されており、該支持リング部材の外周部の前記係合子との対向側には、該係合子と点状接触し得る支持部が設けられてなり、
   又、前記挿入軸部の先端に一体に設けられた受部と前記支持リング部材の、対向する側面間に、スラスト軸受が介在されており、該受部は、前記支持リング部材に対して前記軸部の軸線回りに相対回転が可能となされており、
   前記軸部がその軸線方向で引張され或いはその軸線方向で圧縮されて該軸部の軸力が増大することにより、前記係合子が前記支持リング部材で支持されるようになされており、
   該軸力が増大するに伴い、該係合子が該支持リング部材から受ける外力が増大していき、該係合子が前記係合軸部の外周面から受ける外力が減少するようになされており、
   該係合子が前記外周面から受ける外力が所望外力値にまで減少した状態乃至該外力がゼロになって、前記軸力が所望遮断軸力値に達した状態で、前記軸部は、前記スラスト軸受を介し前記支持リング部材に対して軸線回りに相対回転でき、その軸力を保持手段で保持し得ることを特徴とする軸力起因型トルクリミッタ。
2. 収容孔が設けられてなる保持器と、該収容孔内に収容され且つ軸線回りに回転し得る軸部とを具え、該軸部は、断面円形の係合軸部の、軸線方向で見た両端に挿入軸部が同心に連設されてなり、該係合軸部とは別体の係合子が、前記保持器の周壁部にその周方向に等角度で複数個設けられた係止孔部の夫々に嵌め入れられ、該係合子が、付勢手段を介して該係合軸部の外周面に弾性的に押圧される如くなされており、且つ該係合子は、前記係止孔部の内周面の、前記軸線方向で見た対向部の何れか一方である係合内周面部と当接可能となされており、
   又、前記各挿入軸部が、前記軸部とは別体の円形リング状を呈する支持リング部材の中心部に設けられた挿通孔に遊挿されており、該支持リング部材の外周部の前記係合子との対向側には、該係合子と点状接触し得る支持部が設けられてなり、
   又、前記挿入軸部の先端に一体に設けられた受部と前記支持リング部材の、対向する側面間に、スラスト軸受が介在されており、該受部は、前記支持リング部材に対して前記軸部の軸線回りに相対回転が可能となされており、
   前記軸部がその軸線方向で引張され或いはその軸線方向で圧縮されて該軸部材の軸力が増大することにより、前記係合子が前記支持リング部材で支持されるようになされており、
   該軸力が増大するに伴い、該係合子が該支持リング部材から受ける外力が増大していき、該係合子が前記係合軸部の外周面から受ける外力が減少するようになされており、
   該係合子が前記外周面から受ける外力が所望外力値にまで減少した状態乃至該外力がゼロになって、前記軸力が所望遮断軸力値に達した状態で、前記軸部は、前記スラスト軸受を介し前記支持リング部材に対して軸線回りに相対回転でき、その軸力を保持手段で保持し得ることを特徴とする軸力起因型トルクリミッタ。
3. 前記支持部が直線状の傾斜支持面であることを特徴とする請求項１又は２記載の軸力起因型トルクリミッタ。

Images