JP4367333B2 - Torque limiter - Google Patents
Torque limiter Download PDFInfo
- Publication number
- JP4367333B2 JP4367333B2 JP2004368192A JP2004368192A JP4367333B2 JP 4367333 B2 JP4367333 B2 JP 4367333B2 JP 2004368192 A JP2004368192 A JP 2004368192A JP 2004368192 A JP2004368192 A JP 2004368192A JP 4367333 B2 JP4367333 B2 JP 4367333B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- output shaft
- spring
- plate
- friction plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
Description
本発明は、一般産業機器、航空機等の動力伝達系に係わり、規定値を超えるトルクが作用しようとする場合にそのトルクの伝達を抑制するトルク制限装置に関する。 The present invention relates to a power transmission system for general industrial equipment, aircraft, and the like, and relates to a torque limiting device that suppresses transmission of torque when a torque exceeding a specified value is about to act.
従来より周知のトルク制限装置の例として、下記特許文献に示されているものを挙げることができる。従来例のトルク制限装置の概要を、図4を参照して述べる。この種のトルク制限装置は、入力軸E1側より出力軸E2側へ伝達されるトルクを感知するボールランプ部(ボールE3及びボールE3を収めるボールランプE4を要素とする)と、ボールランプ部が規定値以上のトルクを感知した場合に出力軸E2を制動するブレーキ板E5とを具備して構成される。規定値を超えるトルクが入力されると、ボールランプ部で発生する軸力がスプリングE8によるプリロード力を超越し、ボールE3がボールランプE4に乗り上げるようにしてプレートE7をブレーキ板E5の方へ変位させる。結果、このプレートE7がブレーキ板E5を押圧し、制動トルクを生起せしめる。ブレーキ板E5は、出力軸E2にスプライン結合(キー結合)するロータE51と、ハウジングE9にスプライン結合するステータE52とが交互に重なり合うように配列されてなるもので、これらロータE51及びステータE52がプレートE7により押圧されることで摩擦力を発揮して出力軸を制動する。そして、入力軸E1側から出力軸E2側へ伝達されるトルクがハウジングE6に吸収されることとなる。
上記例のトルク伝達装置では、規定値以上のトルクが入力された場合に出力軸を制動して、過大なトルクが出力軸側に作用することを抑止する。しかしながら、このようなものであると、入力トルクが規定値を超えた場合に高速回転している出力軸が急制動されてしまう点は否めない。従って、慣性で回転し続ける入力軸その他の要素と急減速(または、急停止)する出力軸との齟齬により、入力軸の回転数が急落して甚大なサージトルクが発生する。このサージトルクは、システムを構成する部材に致命的なダメージを与えてしまう可能性がある。故に、システムを構成する部材の設計に際して過度の強度対策を施す必要性が生じ、結果として部材及びシステム全体の重量化や高コスト化を招くこととなっていた。 In the torque transmission device of the above example, the output shaft is braked when a torque greater than a specified value is input, and excessive torque is prevented from acting on the output shaft side. However, in such a case, it cannot be denied that the output shaft rotating at high speed is suddenly braked when the input torque exceeds a specified value. Therefore, due to the failure of the input shaft and other elements that continue to rotate due to inertia and the output shaft that suddenly decelerates (or stops suddenly), the rotational speed of the input shaft drops sharply and a tremendous surge torque is generated. This surge torque may cause fatal damage to members constituting the system. Therefore, it becomes necessary to take an excessive strength measure when designing the members constituting the system, resulting in an increase in weight and cost of the members and the entire system.
以上に鑑みてなされた本発明は、サージトルクの発生を回避しつつ、規定値を超えるトルクの伝達を抑制し得るトルク制限装置を実現しようとするものである。 The present invention made in view of the above is intended to realize a torque limiting device capable of suppressing transmission of torque exceeding a specified value while avoiding occurrence of surge torque.
本発明では、入力軸と出力軸との間に介在し摩擦によってトルクを伝達する摩擦板と、前記摩擦板を押圧して摩擦板にトルクを伝達可能な摩擦力を発揮させる押圧部と、前記押圧部に前記摩擦板を押圧するためのスプリング力を付加するスプリングと、前記入力軸側から前記出力軸側に伝達される過大なトルクを感知してこれを前記スプリング力に抗し得る方向への機械的変位に変換するトルク変換機構とを具備してなり、規定値以上のトルクを感知した前記トルク変換機構が機械的変位を惹起することを通じて前記スプリング力に対抗する力を生じさせ、前記摩擦板における摩擦力を低減して伝達されるトルクを抑制するトルク制限装置を構成した。 In the present invention, a friction plate that is interposed between the input shaft and the output shaft and transmits torque by friction, a pressing portion that presses the friction plate and exerts a friction force capable of transmitting torque to the friction plate, A spring for applying a spring force for pressing the friction plate to the pressing portion, and an excessive torque transmitted from the input shaft side to the output shaft side is sensed and this can be resisted against the spring force. A torque conversion mechanism for converting the mechanical displacement into a mechanical displacement, and the torque conversion mechanism that senses a torque greater than a specified value causes a mechanical displacement to generate a force that opposes the spring force, A torque limiting device that reduces the transmitted torque by reducing the frictional force in the friction plate is configured.
即ち、規定値を超える過大なトルクが入力された場合に、出力軸を制動するのではなく、入力軸側から出力軸側へトルクを伝達する摩擦板における摩擦力を低減してすべりを発生させるようにしたのである。このようなものであれば、入力軸の回転数が急落せず、サージトルクの発生を回避できる。 That is, when an excessive torque exceeding the specified value is input, the output shaft is not braked, but the friction force on the friction plate that transmits torque from the input shaft side to the output shaft side is reduced to generate a slip. I did it. With such a configuration, the rotation speed of the input shaft does not drop rapidly, and the generation of surge torque can be avoided.
本発明によれば、サージトルクの発生を回避しつつ、規定値を超えるトルクの伝達を抑制し得るトルク制限装置が実現される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the torque limiting device which can suppress transmission of the torque exceeding a regulation value, avoiding generation | occurrence | production of surge torque is implement | achieved.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態のトルク制限装置Dは、入力軸1に入力されるトルクが出力軸2に伝達されてこれらが軸A回りに回転駆動されるものであって、図1に示すように、入力軸1と出力軸2との間に介在し摩擦によってトルクを伝達する摩擦板3と、摩擦板3を押圧して摩擦板3にトルクを伝達可能な摩擦力を発揮させる押圧部4と、押圧部4に摩擦板3を押圧するためのスプリング力を付加するスプリング51、52と、入力軸1側から出力軸2側に伝達される過大なトルクを感知してこれをスプリング力に抗し得る方向への機械的変位に変換するトルク変換機構6とを具備する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the torque limiting device D of the present embodiment, torque input to the input shaft 1 is transmitted to the
摩擦板3は、入力軸1の内周にスプライン結合している摩擦板要素31と、入力軸1の内周に相対して配置されるプレート7の外周にスプライン結合している摩擦板要素32とが、軸A方向に交互に重なり合うように配列されてなる。
The friction plate 3 includes a
押圧部4は、スプリング51、52よりスプリング力の付与を受けて摩擦板3を軸A方向に押圧する。
The pressing portion 4 receives the spring force from the
スプリング51、52は、押圧部4を介して摩擦板3を押圧する役割を担う。本実施形態では、プレート7に軸A方向に対向する出力軸2をプレート7側に押しつけるスプリング51と、出力軸2と押圧部4との間に介設されるスプリング52とが存在している。
The
トルク変換機構6は、入力軸1側から出力軸2側に伝達されるトルクを感知するボール61、及び、このボール61を収めるボールランプ62を要素とする。ボールランプ62は、プレート7、出力軸2の双方に形成されており、ボールランプ62に収められたボール61はプレート7と出力軸2とに挟まれた状態にある。なお、ボールランプ62の断面形状を、図2に示す。
The torque conversion mechanism 6 includes a
入力軸1に入力されるトルクは、摩擦板3を介してプレート7に伝達され、さらにボール61を介して出力軸2に伝達される。図2に示しているように、断面視略V字溝状をなすボールランプ62の形状から、プレート7から出力軸2へ伝達されるトルクによって出力軸2には軸Aに平行な軸力が作用する。この軸力は、出力軸2をプレート7より離反させようとする。軸Aからボールランプ62までの距離をR、トルクをT、軸力をW、プレート7及び出力軸2の対向面とボールランプ62の内側面とがなす角をθとおくと、トルクTと軸力Wとの間には
W=T/Rtanθ
なる関係が成立する。また、ボール61に対しては、スプリング51が及ぼすスプリング力とスプリング52が及ぼすスプリング力との差分がプリロードとして作用する。
Torque input to the input shaft 1 is transmitted to the
This relationship is established. Further, the difference between the spring force exerted by the
規定値(許容される伝達トルクの上限)のトルクが入力された場合における軸力の大きさは上式より算出できる。そして、この算出される軸力と同等のプリロードがボール61に付加されるように、スプリング51、52のばね定数や寸法等を設計しておく。
The magnitude of the axial force when a torque having a specified value (the upper limit of the allowable transmission torque) is input can be calculated from the above equation. The spring constants and dimensions of the
規定値以上の過大なトルクが入力軸1に入力され、摩擦板3、プレート7及びボール61を介して出力軸2に伝達されようとすると、ボール61がボールランプ62に対し相対的に変位する。即ち、ボール61がボールランプ62の内側面を乗り上げはじめる。よって、より大きな軸力が出力軸2に作用して、出力軸2をプレート7より離反する方向に変位させることとなる。プレート7より離反する出力軸2が押圧部4に接触すると、押圧部4に作用していたスプリング力の少なくとも一部が出力軸2に肩代わりされ、結果的に摩擦板3を押圧する圧力が減少する。従って、入力軸1側の摩擦板要素31とプレート7側(つまり、出力軸2側)の摩擦板要素32との摩擦が低減してすべりが発生し、摩擦板3によって伝達されるトルクも低下する。このとき、ボール61がボールランプ62の内側面を乗り上げる変位量が維持されることから、摩擦板3によって伝達されるトルクはすべりが発生した時点での大きさに保たれる。
When an excessive torque exceeding the specified value is input to the input shaft 1 and transmitted to the
本実施形態のトルク制限装置Dは、例えば、図3に示すような航空機の操舵面駆動システムに実装することができる。各翼に配置される舵面X1は、トルクシャフトX2によって駆動される。トルクシャフトX2がトルク制限装置Dの出力軸2に接続されることは言うまでもない。両翼にトルクを均等に分配する必要上、駆動源(モータ等)X3は両翼の中間に配置される。
The torque limiting device D of this embodiment can be mounted on an aircraft steering surface drive system as shown in FIG. 3, for example. The control surface X1 disposed on each wing is driven by a torque shaft X2. Needless to say, the torque shaft X2 is connected to the
しかして、故障その他の不具合が発生した場合には、片側のトルクシャフトX2に対してのみ伝達されるトルクを制限しなければならないことがあり得る。本実施形態のトルク制限装置Dでは、摩擦板3、押圧部4、ボール61、ボールランプ62及び出力軸2が軸A方向の両側に対称的に配置されており、単一の入力軸1より入力されるトルクを左右二方向に分配でき、しかも左右個別にトルク制限を行うことが可能である。但し、摩擦板3、押圧部4、ボール61、ボールランプ62及び出力軸2が片側にのみ配置される態様、言い換えるならばトルクを複数方向に分配しない態様を妨げない。
Thus, when a failure or other malfunction occurs, it may be necessary to limit the torque transmitted only to the torque shaft X2 on one side. In the torque limiting device D of the present embodiment, the friction plate 3, the pressing portion 4, the
本実施形態のトルク制限装置Dは、前記入力軸1と前記出力軸2との間に介在し摩擦によってトルクを伝達する摩擦板3と、前記摩擦板3を押圧して摩擦板3にトルクを伝達可能な摩擦力を発揮させる押圧部4と、前記押圧部4に前記摩擦板3を押圧するためのスプリング力を付加するスプリング51、52と、前記入力軸1側から前記出力軸2側に伝達されるトルクを感知するボール61及びボール61を収めるボールランプ62を有したトルク変換機構6たるボールランプ部とを具備してなり、規定値以上のトルクを感知したボール61がボールランプ62に対し相対変位することを通じて前記スプリング力に対抗する力を生じさせ、前記摩擦板3における摩擦力を低減して伝達されるトルクを抑制するものである。規定値を超える過大トルクが入力された際には、摩擦板3が通常のトルク伝達からすべりを伴うすべり摩擦伝達に移行して伝達されるトルクを低減する。従って、入力軸1の回転数が急落することはなく、回転の角加速度に変動が生じないためサージトルクの発生が回避される。本実施形態のトルク制限装置Dは、軽量、低コストで高い信頼性を有すものとなり得る。さらには、システムに別途サージトルク緩衝装置を設けておく必要性からも解放される。
The torque limiting device D of the present embodiment includes a friction plate 3 that is interposed between the input shaft 1 and the
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. The specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1…入力軸
2…出力軸
3…摩擦板
4…押圧部
51、52…スプリング
6…トルク変換機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (2)
摩擦によってトルクを伝達する摩擦板と、
前記摩擦板を介してトルクの伝達を受け、そのトルクを前記第一の出力軸、前記第二の出力軸の各々に伝達するプレートと、
前記摩擦板の両側に所在し、摩擦板を両側から押圧してトルクを伝達可能な摩擦力を発揮させる押圧部の対と、
前記押圧部の対のうち一方を他方に向けて付勢するスプリング力を付与する第一のスプリングと、
前記押圧部の対のうち他方を一方に向けて付勢するスプリング力を付与する第二のスプリングと、
前記プレートと前記第一の出力軸との間に介在し、前記入力軸側から第一の出力軸側に伝達される過大なトルクを感知して、これを前記第一のスプリングのスプリング力に抗し得る方向への機械的変位に変換する第一のトルク変換機構と、
前記プレートと前記第二の出力軸との間に介在し、前記入力軸側から第二の出力軸側に伝達される過大なトルクを感知して、これを前記第二のスプリングのスプリング力に抗し得る方向への機械的変位に変換する第二のトルク変換機構と
を具備してなり、
規定値以上のトルクを感知した前記トルク変換機構が機械的変位を惹起することを通じて前記スプリング力に対抗する力を生じさせ、前記摩擦板における摩擦力を低減して伝達されるトルクを抑制することを特徴とするトルク制限装置。 Torque input to the input shaft is transmitted to a first output shaft and a second output shaft that are symmetrically arranged on both sides in the axial direction, and these are rotated,
A friction plate for transmitting torque by friction;
A plate that receives torque via the friction plate and transmits the torque to each of the first output shaft and the second output shaft;
A pair of pressing portions that are located on both sides of the friction plate and exert a friction force that can transmit torque by pressing the friction plate from both sides;
A first spring that applies a spring force that biases one of the pair of pressing portions toward the other;
A second spring that applies a spring force that biases the other of the pair of pressing portions toward one side;
An excessive torque that is interposed between the plate and the first output shaft and is transmitted from the input shaft side to the first output shaft side is detected, and this is used as the spring force of the first spring. A first torque conversion mechanism that converts mechanical displacement in a direction that can be resisted;
An excessive torque that is interposed between the plate and the second output shaft and is transmitted from the input shaft side to the second output shaft side is detected, and this is used as the spring force of the second spring. A second torque conversion mechanism that converts mechanical displacement in a direction that can be resisted , and
The torque conversion mechanism that senses a torque exceeding a specified value generates a force that opposes the spring force through causing mechanical displacement, and reduces the frictional force in the friction plate to suppress the transmitted torque. A torque limiting device characterized by the above.
前記出力軸を前記プレートに向けて付勢するスプリングと、当該出力軸を足場として前記押圧部を相手方に向けて付勢するスプリングとを要素として構成されている請求項1記載のトルク制限装置。2. The torque limiting device according to claim 1, wherein the torque limiting device includes a spring that biases the output shaft toward the plate and a spring that biases the pressing portion toward the other side using the output shaft as a scaffold.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004368192A JP4367333B2 (en) | 2004-12-20 | 2004-12-20 | Torque limiter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004368192A JP4367333B2 (en) | 2004-12-20 | 2004-12-20 | Torque limiter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006177382A JP2006177382A (en) | 2006-07-06 |
JP4367333B2 true JP4367333B2 (en) | 2009-11-18 |
Family
ID=36731666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004368192A Active JP4367333B2 (en) | 2004-12-20 | 2004-12-20 | Torque limiter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4367333B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8105171B2 (en) | 2006-08-11 | 2012-01-31 | Shimadzu Corporation | Torque limiting mechanism |
JP5183278B2 (en) * | 2008-04-03 | 2013-04-17 | 川崎重工業株式会社 | Friction clutch back torque reduction device |
JP5645644B2 (en) * | 2010-12-22 | 2014-12-24 | 株式会社大林組 | Friction damper |
-
2004
- 2004-12-20 JP JP2004368192A patent/JP4367333B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006177382A (en) | 2006-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI420029B (en) | A friction plate assembly for disc brakes | |
CN1818409B (en) | Combined no-back and torque limiter | |
US8105171B2 (en) | Torque limiting mechanism | |
JP5546101B2 (en) | One-way clutch with wedge | |
JP6341273B2 (en) | Irreversible mechanism | |
DK2841788T3 (en) | Wind Turbine Torque Limiter Coupling System | |
JP4367333B2 (en) | Torque limiter | |
JP3162817U (en) | Torque limiter | |
US9470280B2 (en) | Irreversible mechanism | |
KR101860581B1 (en) | Electromechanical Brake Apparatus | |
JP4483412B2 (en) | Torque limiter | |
SE542512C2 (en) | Safety brake at lift | |
US6719106B1 (en) | Duplex skewed-roller brake disc | |
JP2015194205A (en) | Torque limiter | |
JP6794754B2 (en) | Friction transmission device | |
KR101590127B1 (en) | Apparatus for preventing backlashing with shaft formed wedge contact surface and wear plate | |
JP6788427B2 (en) | Actuator for brake device and brake device equipped with it | |
JP2003156086A (en) | Electric brake device | |
TW201610319A (en) | Torque releasing device with a centrifugal force adjusting function | |
SU863914A1 (en) | Safety friction clutch | |
JP2023049574A (en) | Brake device for vehicle | |
JP3179954U (en) | Horizontal tail drive | |
JP2007170522A (en) | Braking device | |
JP2006214523A (en) | Torque transfer device having nonreversible mechanism | |
JPH0687143U (en) | Electric power steering device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070309 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090304 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090310 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090428 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090804 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090817 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4367333 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130904 Year of fee payment: 4 |