トルクリミッターの種類と特徴とトルク調整方法【過負荷保護に欠かせない安全装置】

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記事の目次

1 トルクリミッターの種類と特徴とトルク調整
2 ポイントまとめ

トルクリミッターの種類と特徴とトルク調整

トルクリミッターとは

トルクリミッターとは、回転機構に過大なトルク（回転力）が加わったときに、動力の伝達を制限または遮断することで回転機構やそれに関連する部分を保護する機械部品です。

一般的には「過負荷保護装置」の一種として使用され、安全クラッチとも呼ばれます。

トルクリミッター

通常運転時は問題なく動力を伝達しますが、部品の破損、ワークの詰まり、異物の噛み込み、などにより設定値を超えるトルクが発生すると、トルクリミッターが作動して動力の伝達を制限または切り離します。これにより、ワークや回転機構の損傷を防ぎます。

トルクリミッターの特徴と注意点

トルクリミッターの特徴

設定トルクに達すると、動力の伝達を制限または遮断して機械を保護します
モーターと負荷側の間など、回転動力を伝達する箇所に組み込まれることが一般的です
過大なトルクによるギヤ、シャフト、チェーン、減速機、ワークなど破損防止を防止します

注意ポイント

慣らし運転が必要な製品があります

摩擦式ではメーカーが初期の慣らし運転を推奨している場合があります
設定トルクには調整式と固定式があります
一般的な産業機械向けでは調整式が多く採用されていますが、固定式の製品もあります
摩擦板タイプは点検・交換が必要になる場合があります
摩擦板の交換時期や交換方法を取扱説明書に従っておこなってください
バックラッシュの「あり」「なし」の種類があります
構造よってバックラッシュの有無があるので、必要な位置決め精度や用途を考慮する必要あります
すべてのトルクリミッターが同じ仕組みで動作するわけではありません
選定や使用の際は、必ずメーカーの取扱説明書や技術資料で仕様・動作原理を確認してください
トルクリミッターの動作方式は製品やメーカーによって種類があります
設定トルクを超えると滑り（スリップ）を発生させるタイプや、機械的に切り離すタイプなど、さまざまな方式があります
摩擦式トルクリミッターでは、設定どおりのトルク特性が得られなくなる場合があります
摩擦面に油や水などが付着すると摩擦係数が変化し、設定どおりのトルク特性が得られなくなる場合があります
組立てるときは必ず取扱説明書を確認すること
さまざまな種類や構造があるので組立作業で取り扱う際は、取扱説明書をメーカーHPからDLして一読したほうが良い

トルクリミッターが使用される機械装置の例

印刷機
梱包機
撹拌機
コンベア
ローラー装置

参考

過負荷を防止するためにはいろんな方法があります

サーマルリレー（電動機）
リリーフ弁（油圧・空圧回路）
トルクリミッター（回転機械）

サーマルリレーは、過電流を検知し、回路を遮断して焼損を防止します。

リリーフ弁は、圧力が設定値を超えたときに流体を逃がし、配管や機器の損傷を防止します。

トルクリミッターは、設定トルクを超えると動力の伝達を制限または遮断し、ギヤやシャフトなどの破損を防止します。

トルクリミッターの種類

トルクリミッターの種類は、製品やメーカーによって異なりますが、代表的なタイプを挙げておきます。

代表的な種類（仕組み）

摩擦式
摩擦板が滑る（スリップ）ことで過大なトルクの伝達を防ぐ
マグネット式
磁力を利用してトルクを伝達し、設定値を超えると滑りが発生する
デテント式
ボールやローラが溝にはまり込むことでトルクを伝達し、設定トルクを超えると動力の伝達を遮断する

出典：椿本チエイン　トルクリミッター（摩擦式）

出典：TOK　マグネット式トルクリミッター

出典：株式会社三共製作所　トルクリミッタフランジタイプ TFシリーズ　（デテント式）

補足）摩擦式のトルク調整

摩擦式トルクリミッターは、摩擦板の摩擦力によってトルクを伝達します。そのため、摩擦板を押さえつける力（押付力）が変わると、滑り出すトルク（スリップトルク）も変化します。

例えば、椿本チエインの摩擦式トルクリミッターでは、調整ナットや調整ボルトの締付け量によって摩擦板の押付力を変更し、設定トルクを調整します。

機械装置の組立段階では、調整ナットや調整ボルトは仮締めの状態にしておき、機械の組立が完了し、試運転（火入れ）ができる段階になってから、調整ナットまたは調整ボルトを徐々に締めながら試運転を繰り返し、機械に適した設定トルクを決定するのです。

また、椿本チエインの取扱説明書では、スリップトルクの安定性が特に必要な場合は、摩擦面の慣らし運転（約500回転のスリップ運転）を行うことが推奨されています。

出典：椿本チエイン　トルクリミッター取扱説明書

3.慣らし運転

慣らし運転（摩擦面を慣らす）は行わなくても使用できますが、スリップトルクの安定性が特に必要な場合には調整ナットまたは調整ボルトを手でいっぱいに締付けた後、さらに60°締めこんだ状態で約500回転スリップさせてください。回転速度が速い場合は数回に分けて500回転スリップさせてください。

4.トルクの設定

トルクリミターを機械に取付けた後、調整ナットまたは調整ボルトを緩く締付けた状態から、順次大きな締付け量へと数回試運転を行い、もっとも適した締付け位置を見つけてください。