技術 トルクリミッタ

0001

本発明は、回転部材に巻回した材料を繰り出す際、当該回転部材の回転力を減衰可能なトルクリミッタに関する。

0002

従来のトルクリミッタは、特許文献１に開示されるように、材料の一例である薄いシートをロール状に巻き付けて成る回転部材と、この回転部材の端部に配され軸方向に所定間隔を空けて対向配置した２つの磁石とを備えて成る。また、前記磁石は、ねじ部により互いの間隔を調整可能に構成されており、前記回転部材から軸方向へ張り出すよう配されて成る。このように構成された従来のトルクリミッタは、前記磁石を回転部材から張り出した構成のため、作業者による前記間隔の操作を容易にして、常時一定の磁力を得ることができるという特徴がある。

0003

実開平05-49603号公報

0004

しかしながら、従来のトルクリミッタは、前記磁石同士の間隔を調整可能にするねじ部を具備しなければならず、当該ねじ部の加工コストが増大するという問題があった。

0005

本発明は、材料を巻回した筒部材と、この筒部材を回転自在に支持して成る支持部材と、この支持部材に対して相対回転する前記筒部材を磁力により減衰可能な磁石とを備えて成るトルクリミッタにおいて、前記磁石は、筒部材または支持部材の一方に取り付けられて成り、前記磁石を具備しない前記筒部材または前記支持部材は、径方向へ張り出す張出部を有する突状軸部材を備えて成り、前記突状軸部材および前記磁石は、前記筒部材に作用する磁力を前記相対回転に伴って変動するよう配置されて成り、当該磁力の変動によってコギングトルクを作用するよう配置されて成ることを特徴とする。なお、前記突状軸部材は、縮径するよう形成された谷部および前記張出部を交互に配列した外歯を備えて成ることが好ましい。

0006

本発明に係るトルクリミッタは、前記突状軸部材および前記磁石の相対的な回転に伴って磁石と突状軸部材との間に作用する磁力が変動するので、当該相対的な筒部材の回転力を漸減できる。よって、従来のような常時一定の磁力を発揮するものに比べて、回転力を徐々に減衰することができ、急激かつ過剰なブレーキ力を発揮し難いという利点がある。また、本発明に係るトルクリミッタは、小径の支持部材に谷部と張出部とを交互に配列した外歯を配置できるので、１回転当たりの磁力の変動回数を数多く設定できる。これにより、本発明に係るトルクリミッタは、前記変動回数を少なく設定されている場合に比べて、材料の定量引出しに伴い回転する筒部材の回転力を緩やかに弱められられるという利点もある。

0007

本発明に係るトルクリミッタの使用状態を示す斜視図である。
図１に示すトルクリミッタの要部拡大斜視図である。
図１に示すトルクリミッタの構造を説明するための断面図である。

0008

本発明に係るトルクリミッタについて図１ないし図３に基づき説明する。本発明に係るトルクリミッタ１は、材料を巻回した筒部材１０と、この筒部材１０を回転自在に支持して成る支持部材３０と、この支持部材３０に対して相対回転する前記筒部材１０の自転を磁力の作用により減衰可能な磁石４０，４１とを備えて成る。

0009

前記筒部材１０は、前記材料の一例である薄厚のシート２を予め巻回した筒体５と、この筒体５の側方へ張り出すよう配置され当該筒体５にねじ止めされた中空台座６と、この中空台座６に取り付けられた磁石取付部材４２と、この磁石取付部材４２の軸周りに固定された磁石４０，４１と、これら磁石４０，４１および磁石取付部材４２を覆うカバー９と、前記筒体５の軸線上に配置された軸受７，８とを備えて成る。

0010

前記シート２は、熱可塑性樹脂に属する低密度ポリエチレンであり、図１に示すように所定の幅および厚みに設定され帯状に延びるよう構成され、所望部品等を袋詰めする包装機（図示せず）へ供給される。

0011

前記筒体５は、図３に示すように中空円柱であり、その中空穴の両端側に軸受７，８を配置しており、その外周に前記シート２が巻き付けられて構成される。また、前記中空台座６は、前記筒体５の一端側にねじ止めされており、当該中空台座６には前記磁石取付部材４２が側方へ張り出すように配される。

0012

前記磁石取付部材４２は、前記磁石４０，４１をそれぞれ配置可能な磁石取付溝４２ａ，４２ａと、図３に示すように後記ギヤ２０を挿通可能な挿通穴４２ｂとを備えて成り、前記中空台座６の側方から張り出すように配されている。

0013

前記磁石４０，４１は、磁束密度が高く強力な磁力を発揮する永久磁石の一例であるネオジム磁石であり、図２および図３に示すように前記磁石取付溝４２ａ，４２ａに嵌め込まれている。前記カバー９は、前記磁石４０，４１および磁石取付溝４２ａ，４２ａを内包可能に構成されており、当該磁石取付部材４２に固定されて成る。

0014

前記支持部材３０は、前記軸受７，８へ挿通されたパイプ３１と、このパイプ３１にねじ止めされた突状軸部材の一例であるギヤ２０と、同じく前記パイプ３１にねじ止めされ前記軸受７，８を軸方向への移動しないよう規制して成るセットカラー３２，３３とを備える。

0015

前記ギヤ２０は、図２に示すように径方向へ張り出す張出部２０ａと、径方向へ縮径する谷部２０ｂとを形成して成り、当該張出部２０ａおよび谷部２０ｂが円周方向に交互に配された外歯を備えて成る。

0016

前記セットカラー３２，３３は、図３に示すように前記パイプ３１の外周に取り付けられ、前記筒部材１０の軸受７，８の内輪に接するよう配置されている。これにより、筒部材１０は、その軸方向へ位置ズレしないよう規制される。

0017

前記パイプ３１には、スパナなどを差し込み可能な二面幅３１ａが複数成形されており、当該二面幅３１ａは、図２において、前記パイプ３１の頂部に位置することを示されているが、この頂部のみならず円周方向に４等分されている。また、前述の頂部を除く３箇所の二面幅は、図２に示す固定配置されたパイプ受け部材３４のＵ字状の切欠き部の内周面にそれぞれ嵌まり込むよう構成されている。

0018

したがって、前記ギヤ２０およびセットカラー３２，３３をねじ止めされたパイプ３１は、これらが一体となって支持部材３０を構成し、当該支持部材３０は、固定配置され前記パイプ受け部材３４，３５により回転しないよう支持されて成る。一方、前記筒部材１０は、回転しない支持部材３０に支持されているので、図２に示すようにシート２を前方へ繰り出すことにより矢印で示す時計方向へ相対回転するよう構成される。

0019

このように構成されたトルクリミッタ１は、前記シート２の繰り出しによる筒部材１０の自転の勢いを徐々に弱めるものであり、以下に作用を説明する。

0020

前記筒部材１０は、図示しない繰出機構によって前記シート２が定量引き出されることで、図２に示すように支持部材３０に対して時計方向へ回転するが、この時、前記筒部材１０は、前記軸受７，８を備えているので、その回転抵抗を低く抑えられる。しかしながら、前記磁石４０，４１が前記張出部２０ａおよび谷部２０ｂの周りに配置されているので、相対回転する磁石と前記ギヤ２０との間に作用する磁力が回転角度に応じて高くなったり低くなったり交互に変動する。よって、前記筒部材１０の回転抵抗は、当該磁力の変動に併せて高くなったり低くなったり交互に変化する。このように相対回転している間、前記磁力が変動するので、相対回転する筒部材１０の回転力も徐々に減衰され、シート２に急激なブレーキ力が付与され難い。

0021

ところで、張出部２０ａおよび谷部２０ｂを形成された前記外歯は、切削など比較的容易な機械加工により成形できるものの、内歯の加工は、外歯に比べて難しくコストが高い。このようなことから本発明に係るトルクセンサ１は、図２および図３に示すように比較的コストの低い前記外歯を支持部材３０に配置し、前記磁石４０，４１を前記外歯の軸周りに配置して筒部材１０を構成することで、部品コストを低減できる。

0022

また、前述のように突状軸部材に外歯を採用することで歯数の多い突状軸部材を設定できるので、筒部材１０の１回転当たりのコギングトルクの発生回数を多くできる。このように、１回転当たりのコギングトルクの発生回数が多く得られるトルクリミッタ１は、一定のブレーキ力を付与する従来のものに比べて筒部材１０の回転力を緩やかに低下させることができる。このようなことから、回転している筒部材１０に急激なブレーキ力が付与され難く、当該シート２に作用する張力も過剰なものにはなり難いため、薄厚のシート２が破れたり裂けたりすることも低減する。

0023

なお、本実施形態において、前記材料は、薄厚のシート２としたが、これに限定されるものではなく、例えば、ねじやリベットなどの素材として用いられる線材であってもよい。

0024

また、本実施形態において、前記筒部材１０は、磁石４０，４１を具備する一方、支持部材３０は、前記突状軸部材を具備する構成としたが、これに限定されるものではなく、前記筒部材１０は、前記突状軸部材を具備し、前記支持部材３０は、磁石４０，４１を具備する前述とは逆の組み合わせであってもよい。この場合、前記突状軸部材は、前記磁石４０，４１を内包する配置のため、前記外歯ではなく内歯を備えて成る。

0025

さらに、本実施形態において、突状軸部材は、張出部２０ａおよび谷部２０ｂを交互に配置した備えたギヤ２０としたが、これに限定されるものではなく、径方向へ少なくとも１箇所だけ張り出すような楕円（図示せず）形状としてもよい。

0026

１ …トルクリミッタ
２ …シート
１０ …筒部材
２０ …ギヤ
２０ａ…張出部
２０ｂ… 谷部
３０ …支持部材
４０，４１ … 磁石