JP3117802U - 伝動軸用トルク制御機構 - Google Patents

Abstract

【課題】出力トルクを制限でき、エアー駆動工具と電気駆動工具とに適用できる伝動軸用トルク制御機構を提供する。
【解決手段】第一軸２０と、第二軸３０と、制御組４０とを有する。第二軸は、第一軸と同軸で隣接し、第一軸と回転可能である。制御組は、第一軸と第二軸との枢着箇所の外周に位置し、クラッチ部４１を係合位置に弾性的に保持する定位部４２とから構成され、係合位置と分離位置との間に切替可能であり、係合位置に位置する場合には、クラッチ部により第一軸と第二軸とが一緒に回転し、分離位置に位置する場合には、第一軸と第二軸とが異なる方向又は同じ方向へ回転可能になる。クラッチ部４１には円弧形状の窪み４１１が設けられ、窪みは第二軸の一端部の周面に設けられている。
【選択図】図２

Description

本考案は、伝動軸用トルク制御機構に関するものである。

図１と図２を参照する。従来の技術において、伝動軸１の出力トルクを制御又は変更するものは、同軸に設置されたラチェット２とラチェット３の弾性的な噛合いにより、ばねの弾力が耐えられる範囲内に動力を伝達し、もしばねの弾力を超える場合には、ラチェット２とラチェット３の弾性的な噛合いが離脱され、これにより、出力トルクが大きすぎてワークを破壊することを回避する。

上記従来技術での前記ラチェット２とラチェット３は、噛合位置と離脱位置との間で切替し、切替方向は伝動軸１の軸方向と同様であるので、使用は極めて不便であり、一般的には、動力を伝達するための伝動軸１の一端が動力源と連接し、伝動軸１の他端が動力を必要とするワークと連接し、したがって、実際の操作では、動力源とワークとの間には一定の距離を有し、すなわち、上記距離が長いので、軸方向の運動により出力トルクを制御するものは上記構造を採用することが不向きであり、上記構造を採用すれば、間欠的な往復振動が発生し、この往復振動は部品を破壊する他、作業員の健康にも悪影響を与える恐れがある。

本考案の主な目的は、スムーズな操作状態で出力トルクを制限する効果を有する伝動軸用トルク制御機構を提供する。
本考案の次の目的は、特に、エアー駆動工具と電気駆動工具とに適用できる伝動軸用トルク制御機構を提供する。

上記目的を達成するためになされた本考案は、第一軸と、前記第一軸と同軸で隣接し、前記第一軸と異なる方向又は同じ方向へ回転可能な第二軸と、前記第一軸と第二軸との枢着箇所の外周に位置し、クラッチ部と前記クラッチ部を係合位置に弾性的に保持する定位部とから構成され、係合位置と分離位置との間に切替可能であり、係合位置に位置する場合には、前記クラッチ部により第一軸と第二軸とが互いに係って結合して一緒に回転し、なお、分離位置に位置する場合には、第一軸と第二軸とが異なる方向又は同じ方向へ回転可能になる制御組とを含む伝動軸用トルク制御機構において、前記クラッチ部には更に予定深さを有する円弧形状の窪みが若干に設けてあり、前記窪みは前記第二軸の一端部の周面に設けられ、若干の係り玉の玉体の一部が前記窪みに係られ、若干の収容空間は内径が変化可能であり、前記第一軸の一端部に設けられて各窪みとそれぞれ連通し、係り玉の玉体の残り部を収容し、且つ内径を拡大して複数の前記係り玉の外周の直径と少なくとも同じようにすることが可能であることを特徴とする伝動軸用トルク制御機構であることを要旨としている。

本考案では、前記クラッチ部はリング形状のブッシュと、リング形状の押え体と、テーパ形状の押え面とを有し、前記ブッシュは一端が前記第一軸の一端部と同軸で連接し、他端が前記各窪みの開口端に対応し、前記押え体は同軸で摺動可能に第二軸に嵌められ、前記押え面は前記押え体の一端面に設けられ、前記ブッシュの他端の端面と対向し、前記ブッシュとの間に収容空間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の伝動軸用トルク制御機構であることを要旨としている。

本考案では、前記クラッチ部は第一転向止め面と第二転向止め面とを有し、前記第一転向止め面と第二転向止め面とは収容空間に位置し、第一軸と第二軸との回転方向の両側にそれぞれ位置することを特徴とする請求項２に記載の伝動軸用トルク制御機構であることを要旨としている。

本考案では、前記第一転向止め面の円弧面の曲率は対応する係り玉の球面の曲率と同様であることを特徴とする請求項３に記載の伝動軸用トルク制御機構であることを要旨としている。
本考案では、前記第二転向止め面の円弧面の曲率は対応する係り玉の球面の曲率よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の伝動軸用トルク制御機構であることを要旨としている。

本考案では、前記各窪みは第一転向止め面と同じ方向にある穴壁面に対応し、壁面の曲率は係り玉の球面の曲率よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の伝動軸用トルク制御機構であることを要旨としている。
本考案では、前記定位部は嵌め体と、リング形状の止め体と、少なくとも一つの弾性体とを有し、前記嵌め体は各ブッシュと押え体とに同軸に嵌められ、一端が延長して前記ブッシュの一端面を覆い、前記止め体は第二軸と嵌め体の他端との間に同軸に嵌められ、前記弾性体は止め体と押え体の他端の端面との間に挟まれることを特徴とする請求項２に記載の伝動軸用トルク制御機構であることを要旨としている。

本考案では、前記弾性体は円盤形状のパッキンであることを特徴とする請求項７に記載の伝動軸用トルク制御機構であることを要旨としている。
本考案では、前記止め体と嵌め体とは螺着方式により結合することを特徴とする請求項７に記載の伝動軸用トルク制御機構であることを要旨としている。

本考案では、前記各窪みの表面の曲率は各窪みに収容される係り玉の球面の曲率と同様であることを特徴とする請求項１に記載の伝動軸用トルク制御機構であることを要旨としている。
本考案に係る伝動軸用トルク制御機構によれば、次のような効果がある。
（イ）スムーズな操作状態で出力トルクを制限する効果を有する。
（ロ）特に、エアー駆動工具と電気駆動工具とに適用できる。

以下、添付図面を参照して本考案の好適な実施の形態を詳細に説明する。
まず、図３から図８を参照する。本考案の一実施例による伝動軸用トルク制御機構１０は、第一軸２０と、第二軸３０と、制御組４０とから構成されるものである。
前記第一軸２０は、適当な長さを有するロッド体であり、一端の端面に枢着孔２１が凹設してある。

前記第二軸３０は、前記第一軸と同軸で隣接し、端部３１が前記枢着孔２１に枢着し、且つ前記第一軸２０と異なる方向又は同じ方向へ回転可能である。
前記制御組４０は、前記第一軸２０と第二軸３０との枢着箇所の外周に位置し、クラッチ部４１と、前記クラッチ部４１を係合位置に弾性的に保持する定位部４２とから構成され、係合位置と分離位置との間に切替可能であり、係合位置に位置する場合には、前記クラッチ部４１により第一軸２０と第二軸３０とが互いに係って結合して一緒に回転し、なお、分離位置に位置する場合には、第一軸２０と第二軸３０とが異なる方向又は同じ方向に回転可能になる。

前記クラッチ部４１には予定深さを有する円弧形状の窪み４１１が若干に設けてあり、前記窪み４１１は前記第二軸３０の一端部の周面に等距離に設けられ、開口方向は第二軸３０の軸方向と垂直し、若干の係り玉４１２の玉体の一部が前記窪み４１１に係られ、且つ前記各窪み４１１の表面の曲率は各窪み４１１に収容される係り玉４１２の球面の曲率と同様であり、前記クラッチ部４１は更にリング形状のブッシュ４１３と、若干の円弧形状の欠け口４１４と、リング形状の押え体４１５と、テーパ形状の押え面４１６とを有し、前記ブッシュ４１３は一端が前記第一軸２０の一端部と同軸で連接し、且つ内側の端面が第二軸の一端の周面に当接し、他端が前記各窪み４１１の開口端に対応し、前記欠け口４１４は前記ブッシュ４１３の他端に凹設され、且つ対応の窪み４１１と連通し、前記押え体４１５は同軸で摺動可能に第二軸３０に嵌められ、前記押え面４１６は前記押え体４１５の一端面に設けられ、前記ブッシュ４１３の他端の端面と対向し、前記ブッシュ４１３との間に収容空間Ｓが形成され、且つ前記押え面４１６の軸方向の移動により収容空間Ｓが変更される。

前記各欠け口４１４は軸２０と軸３０の回転方向の両側の壁面にそれぞれ対応し、一つの欠け口４１４は異なる曲率を有し、一側の曲率は対応の係り玉４１２の球面の曲率と同様の第一転向止め面４１４１であり、他側の曲率は対応の係り玉４１２の球面の曲率よりも小さい第二転向止め面４１４２であり、前記各窪み４１１は第一転向止め面４１４１と同じ方向にある穴壁面４１１１に対応し、壁面の曲率は係り玉の球面の曲率よりも小さい。

前記定位部４２は嵌め体４２１と、リング形状の止め体４２２と、少なくとも一つの弾性体４２３とを有し、前記嵌め体４２１は各ブッシュ４１３と押え体４１５とに同軸に嵌められ、一端が延長して前記ブッシュ４１３の一端面を覆い、前記止め体４２２は第二軸３０と嵌め体４２１の他端との間に同軸に嵌められ、前記弾性体４２３は止め体４２２と押え体４１５の他端の端面との間に挟まれる。

上記構成により、図９に示すように、伝動軸のトルク制御機構１０が外部の動力に駆動されて（図４に示す従来のツインハンマー式駆動機構）、第一軸が第一転向方向に沿って回転するときに、各係り玉４１２の玉体の一部が対応の窪み４１１に係られ、各係り玉４１２の玉体の他部が第一転向止め面４１４１に係られ、そうすると、各係り玉４１２が第二軸３０と各ブッシュ４１３と押え体４１５との間に安定に係られ、これにより、第一軸２０の回転動力を制御組４０を経由して第二軸３０に伝達することができ、第一軸２０と第二軸３０とは第一回転方向へ同期に回転することになる。

また、図１０と図１１に示すように、外部の動力が第一軸２０を第二回転方向に沿って回転させるときには、ブッシュ４１４が駆動されて第一転向止め面４１４１が対応の係り玉４１２から離脱して、第二転向止め面４１４２が前記係り玉４１２に当接し、このとき、各係り玉４１２が定位部４２に圧制されて弾性的に定位し、したがって、各係り玉４１２がブッシュ４１４と対応の窪み４１１との間に介在し、これにより、第二回転方向へ回転している第一軸２０の動力を第二軸３０に伝達することができ、第一軸２０と第二軸３０とは第二回転方向へ同期に回転することになる。

また、図１２と図１３を参照する。第二回転方向へ回転している軸２０と軸３０は、外部動力のトルクが弾性体４２３に耐えられる限度を超える場合には、押え体４１５が係り玉４１２を圧制する状態が変更され、すなわち、各係り玉４１２は脱着窪み１１１１に沿って軸２０と軸３０の軸方向と垂直する方向へ移動し、収容空間Ｓ内に至り、且つ各係り玉４１２の移動の過程中に押え体４１５が横側へ押えられ、各係り玉４１２が対応の窪み４１１から完全に離脱するまで収容空間Ｓの内径が拡大され、このとき、第一軸２０が第二回転方向へ回転し、第二軸３０を駆動することができない。

上記の説明から明らかなように、前記伝動軸のトルク制御機構１０は第一回転方向と第二回転方向へのトルク制御効果が異なり、具体的に説明すると、第一回転方向へ回転しているときに、各係り玉４１２が定位部４２によって定位する構造が必要ないので、第一軸２０からの動力は第二軸３０へ完全に伝達され、この構成はエアー駆動工具と電気駆動工具との逆転によりねじをねじ出す工程である。

なお、前記伝動軸のトルク制御機構１０が第二回転方向へ回転しているときに、印加されるトルクが大きすぎる場合には、各係り玉４１２が移動されて第一軸２０と第二軸３０との間の動力の伝達が中断し、そうすると、大きすぎるトルクが第二軸３０から外部へ出力することを回避でき、この構成はエアー駆動工具と電気駆動工具との正転によりねじをねじ込む工程であり、このようなトルク制御効果を有するものによれば、過大なトルクによる組付部品の破壊を防止することができ、且つ出力トルクを一定範囲内に維持するので、加工品質を確保することもできる。

また、出願者が特に説明したいことは、前記伝動軸のトルク制御機構１０において、定位部４２の弾力は各円盤形状のパッキンから得るので、耐えられるトルク値を調整したい場合には、前記パッキンの厚さを変更してもいいし、止め体４２２と押え体４１５との間の距離を変更することにより前記パッキンの圧縮度を変更してもいい。

従来のものの係合位置を示す断面図である。 従来のものの分離位置を示す断面図である。 本考案の一実施例による伝動軸用トルク制御機構の分解斜視図である。 本考案の一実施例による伝動軸用トルク制御機構の組合状態を示す斜視図である。 図４をＡ−Ａ線で切断した断面図である。 図４をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 図４をＣ−Ｃ線で切断した断面図である。 本考案の一実施例による伝動軸用トルク制御機構の第一転向方向へ作動するときの各軸の軸方向と垂直する方向から見た断面図である。 本考案の一実施例による伝動軸用トルク制御機構の第一転向方向へ作動するときの各軸の軸方向から見た断面図である。 本考案の一実施例による伝動軸用トルク制御機構の第二転向方向へ作動するときの各軸の軸方向と垂直する方向から見た断面図である。 本考案の一実施例による伝動軸用トルク制御機構の第二転向方向へ作動するときの各軸の軸方向から見た断面図である。 本考案の一実施例による伝動軸用トルク制御機構の第二転向方向へ作動するときの各軸の軸方向と垂直する方向から見た断面図である。 本考案の一実施例による伝動軸用トルク制御機構の第二転向方向へ作動するときの各軸の軸方向から見た断面図である。

符号の説明

１０ 伝動軸用トルク制御機構、２０ 第一軸、２１ 枢着孔、３０ 第二軸、３１ 第二軸軸端、４０ 制御組、４１ クラッチ部、４２ 定位部、４１１ 窪み、４１２ 係り玉、４１３ ブッシュ、４１４ 欠け口、４１５ 押え体、４１６ 押え面、４２１ 嵌め体、４２２ 止め体、４２３ 弾性体、４１１１ 脱着窪み、４１４１ 第一転向止め面、４１４２ 第二転向止め面、Ｓ 収容空間

Claims (10)

1. 第一軸と、
   前記第一軸と同軸で隣接し、前記第一軸と異なる方向又は同じ方向へ回転可能な第二軸と、
   前記第一軸と第二軸との枢着箇所の外周に位置し、クラッチ部と、前記クラッチ部を係合位置に弾性的に保持する定位部とから構成され、係合位置と分離位置との間に切替可能であり、係合位置に位置する場合には、前記クラッチ部により第一軸と第二軸とが互いに係って結合して一緒に回転し、分離位置に位置する場合には、第一軸と第二軸とが異なる方向又は同じ方向へ回転可能になる制御組とを含む伝動軸用トルク制御機構において、
   前記クラッチ部には更に予定深さを有する円弧形状の窪みが設けられ、前記窪みは前記第二軸の一端部の周面に設けられ、係り玉の玉体の一部が前記窪みに係られ、収容空間は内径が変化可能であり、前記第一軸の一端部に設けられて各窪みとそれぞれ連通し、係り玉の玉体の残り部を収容し、内径を拡大して複数の前記係り玉の外周の直径と少なくとも同一であることを特徴とする伝動軸用トルク制御機構。
2. 前記クラッチ部は、リング形状のブッシュと、リング形状の押え体と、テーパ形状の押え面とを有し、前記ブッシュは一端が前記第一軸の一端部と同軸で連接し、他端が前記各窪みの開口端に対応し、前記押え体は同軸で摺動可能に第二軸に嵌められ、前記押え面は前記押え体の一端面に設けられ、前記ブッシュの他端の端面と対向し、前記ブッシュとの間に収容空間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の伝動軸用トルク制御機構。
3. 前記クラッチ部は、第一転向止め面と第二転向止め面とを有し、前記第一転向止め面と第二転向止め面とは収容空間に位置し、第一軸と第二軸との回転方向の両側にそれぞれ位置することを特徴とする請求項２に記載の伝動軸用トルク制御機構。
4. 前記第一転向止め面の円弧面の曲率は、対応する係り玉の球面の曲率と同様であることを特徴とする請求項３に記載の伝動軸用トルク制御機構。
5. 前記第二転向止め面の円弧面の曲率は、対応する係り玉の球面の曲率よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の伝動軸用トルク制御機構。
6. 前記各窪みは、第一転向止め面と同じ方向にある穴壁面に対応し、壁面の曲率は係り玉の球面の曲率よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の伝動軸用トルク制御機構。
7. 前記定位部は、嵌め体と、リング形状の止め体と、少なくとも一つの弾性体とを有し、前記嵌め体は各ブッシュと押え体とに同軸で嵌められ、一端が延長して前記ブッシュの一端面を覆い、前記止め体は第二軸と嵌め体の他端との間に同軸で嵌められ、前記弾性体は止め体と押え体の他端の端面との間に挟まれることを特徴とする請求項２に記載の伝動軸用トルク制御機構。
8. 前記弾性体は、円盤形状のパッキンであることを特徴とする請求項７に記載の伝動軸用トルク制御機構。
9. 前記止め体と嵌め体とは、螺着方式により結合することを特徴とする請求項７に記載の伝動軸用トルク制御機構。
10. 前記各窪みの表面の曲率は、各窪みに収容される係り玉の球面の曲率と同様であることを特徴とする請求項１に記載の伝動軸用トルク制御機構。

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