CN110678663A - 扭矩限制器以及驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种更小型的扭矩限制器。本发明的代表性的实施方式所涉及的扭矩限制器(30)的特征在于，具有：通过驱动源而旋转的第一旋转体(32)；卡止于第一旋转体的第一摩擦体(33)；与第一摩擦体重叠配置，且通过与第一摩擦体之间的摩擦力从而随第一摩擦体的旋转而旋转的第二摩擦体(34)；卡止于第二摩擦体的第二旋转体(35)；将第一摩擦体以及第二摩擦体向第一摩擦体与第二摩擦体的层叠方向施力的至少1个碟形弹簧(37)；以及对碟形弹簧施加压缩力的固定构件(39)。

Description

扭矩限制器以及驱动装置

技术领域

本发明涉及一种扭矩限制器以及使用该扭矩限制器的驱动装置。

背景技术

以往，在施加规定以上的扭矩的情况下，已知通过断开等来抑制扭矩的传递的、所谓扭矩限制器的技术。例如，在专利文献1中公开有通过棘轮机构来实现扭矩限制器的功能的技术。

(在先技术文献)

(专利文献)

专利文献1：JP特开2014-149013号公报

发明内容

(发明要解决的课题)

近年，伴随搭载扭矩限制器的装置整体的小型化的要求，还要求作为适用于该装置的部件的扭矩限制器的小型化。

本发明鉴于上述课题而研究完成，其目的在于提供更小型的扭矩限制器。

(用于解决课题的技术方案)

本发明的代表性实施方式所涉及的扭矩限制器的特征在于，具有：第一旋转体，其通过驱动源而旋转；第一摩擦体，其卡止于所述第一旋转体；第二摩擦体，其与所述第一摩擦体重叠配置，且通过与所述第一摩擦体之间的摩擦力从而随所述第一摩擦体的旋转而旋转；第二旋转体，其卡止于所述第二摩擦体；至少1个碟形弹簧，其将所述第一摩擦体以及所述第二摩擦体向所述第一摩擦体与所述第二摩擦体的层叠方向施力；以及固定构件，其压缩所述碟形弹簧。

(发明效果)

根据本发明的一方式，能提供一种更小型的扭矩限制器。

附图说明

图1是配置有具有本发明的实施方式所涉及的扭矩限制器的驱动装置的装置的立体图。

图2是具有实施方式1所涉及的扭矩限制器的驱动装置的立体图。

图3是实施方式1所涉及的扭矩限制器的立体图。

图4是实施方式1所涉及的扭矩限制器的剖视图。

图5是实施方式1所涉及的扭矩限制器的分解剖视图。

图6是表示实施方式1所涉及的扭矩限制器中的第二齿轮部、第一摩擦体、第二摩擦体以及第三齿轮部的平面位置关系的图。

图7是具有实施方式2所涉及的扭矩限制器的驱动装置的立体图。

图8是实施方式2所涉及的扭矩限制器的剖视图。

图9是实施方式2所涉及的扭矩限制器的分解剖视图。

图10是表示实施方式2所涉及的扭矩限制器中的壳体、第一摩擦体、第二摩擦体以及轴的平面位置关系的图。

具体实施方式

1.实施方式的概要

首先，对本申请公开的发明的代表性实施方式进行简要说明。此外，在以下的说明中，作为一例，对与发明的组成部分对应的附图上的标号以带括号的方式进行记载。

[1]本发明的代表性实施方式所涉及的扭矩限制器(30，40)的特征在于，具有：通过驱动源(10)而旋转的第一旋转体(32，41)；卡止于第一旋转体的第一摩擦体(33，43)；与第一摩擦体重叠配置，且通过与第一摩擦体之间的摩擦力从而随第一摩擦体的旋转而旋转的第二摩擦体(34，44)；卡止于第二摩擦体的第二旋转体(35，42)；将第一摩擦体以及第二摩擦体向第一摩擦体与第二摩擦体的层叠方向施力的至少1个碟形弹簧(37，45)；以及对碟形弹簧施加压缩力的固定构件(39，46)。

[2]在上述扭矩限制器中，可如下构成：所述固定构件不接触所述第二旋转体，并将所述碟形弹簧固定于所述第一旋转体。

[3]在上述扭矩限制器(30)中，可如下构成：所述第一旋转体(32)与所述第二旋转体(35)具有同一旋转轴(31)，所述第一摩擦体(33)和所述第二摩擦体(34)层叠于所述旋转轴的所述第一旋转体与所述第二旋转体之间，所述碟形弹簧被配置为与所述第一旋转体同轴，并与所述第一旋转体接触，所述固定构件将所述碟形弹簧推压并固定至所述第一旋转体。

[4]在上述扭矩限制器(40)中，可如下构成：所述第一旋转体(41)具有：在其旋转轴的方向形成的有底的孔(410)、以及在形成有所述孔的所述第一旋转体的内周面(410a)的开口侧形成的第一螺纹部(412)，所述第一摩擦体(43)以及所述第二摩擦体(44)呈环状，并在所述第一旋转体的所述孔中，被配置为与所述第一旋转体的旋转轴同轴，所述碟形弹簧(45)在所述第一旋转体的所述孔中，被配置为与所述第一旋转体的旋转轴同轴，并与所述第一摩擦体以及所述第二摩擦体中的至少一个接触，所述固定构件(46)具有：与所述第一旋转体的第一螺纹部对应的第二螺纹部(460)、以及穿过所述固定构件的旋转轴而形成的贯通孔(461)，所述固定构件在将所述碟形弹簧、所述第一摩擦体以及所述第二摩擦体推压至所述第一旋转体的所述孔的底面(410b)的状态下，所述第二螺纹部与所述第一旋转体的所述第一螺纹部被螺纹结合，而被固定在所述第一旋转体，所述第二旋转体插入并贯通所述固定构件的所述贯通孔、以及环状的所述第一摩擦体及所述第二摩擦体的中空部，且不接触所述固定构件。

[5]本发明的代表性实施方式所涉及的驱动装置(1，1A)的特征在于，具有：上述扭矩限制器(30，40)；旋转驱动所述第一旋转体的驱动部(10，11，13)；以及将所述第二旋转体的旋转传递至驱动对象(5)的传递部(20，12)。

2.实施方式的具体例

以下，参照附图来说明本发明的实施方式的具体例。此外，在以下的说明中，对各实施方式中共通的组成部分赋予相同的标号，并省略重复的说明。另外，需要注意：附图是示意性的，存在各部分的尺寸关系、各部分的比率等与现实不同的情况。还存在各附图之间也包含彼此的尺寸关系或比率不同的部分的情况。

《实施方式1》

图1是配置有具有本发明的实施方式1所涉及的扭矩限制器的驱动装置的装置的立体图。

本实施方式所涉及的驱动装置1在具有可动部5的设备2中被配设于设备主体4的铰链部3内，并将可动部5开闭驱动。作为设备2，能例示以马桶座或马桶座的盖为可动部5的具有电动马桶座马桶盖开闭功能的马桶、以显示面板为可动部5的笔记本电脑、以盖为可动部5的垃圾箱等容器。

图2是具有实施方式1所涉及的扭矩限制器的驱动装置的立体图。

具体而言，驱动装置1具有电机10、第一齿轮部20和扭矩限制器30。

电机10作为设备2中的可动部5的开闭动作的驱动源/动力源起作用。在电机10中，经由未图示的引线提供驱动信号，基于该驱动信号，电机10的输出旋转轴10a旋转。在电机10的输出旋转轴10a的前端部，安装有齿轮11。在此，作为电机10，例如能使用步进电机、直流电机以及直流无刷电机等。

电机10以及齿轮11作为驱动部起作用，驱动部驱动扭矩限制器30的后述第二齿轮部32。

第一齿轮部20是将电机10产生的旋转力经由未图示的齿轮系等而传递至可动部5的转动轴(开闭驱动轴)的功能部。第一齿轮部20将从电机10经由扭矩限制器30而传递来的扭矩传递至驱动对象的可动部5。第一齿轮部20具有大径齿轮21、以及与大径齿轮21同轴固定的小径齿轮22。小径齿轮22直接或经由齿轮系连结至与可动部5的转动轴(开闭驱动轴)连结的齿轮。大径齿轮21与扭矩限制器30的后述第三齿轮351啮合。大径齿轮21以及小径齿轮22例如由树脂等构成。

第一齿轮部20作为传递部起作用，传递部将后述扭矩限制器30的第三齿轮部35的旋转传递至作为驱动对象的可动部5。

扭矩限制器30是限制所传递的扭矩的安全装置，一方面将电机10产生的旋转力传递至第一齿轮部20，另一方面在因外力而在规定方向的一方向上施加规定阈值(以下，也称为“滑动扭矩值”)以上的扭矩的情况下，限制在第一齿轮部20与电机10之间传递的扭矩。

以下，使用图3～图6来说明扭矩限制器30的构成。

如图3～6所示，扭矩限制器30包含：轴31、作为第一旋转体的第二齿轮部32、第一摩擦体33、第二摩擦体34、作为第二旋转体的第三齿轮部35、滑动垫片36、碟形弹簧37、垫片38以及螺母39。

轴31由金属等形成，为扭矩限制器30的旋转中心。如图4所示，轴31由以下部分构成：头部311；具有比头部311的外径更小外径的圆柱部312；具有比圆柱部312的外径更小外径、且形成有与后述螺母39螺纹结合的螺纹的螺纹部313；以及具有比螺纹部313的外径更小外径的细径部314。

第二齿轮部32是固定于轴31且经由齿轮11被电机10驱动的旋转体。第二齿轮部32由树脂等形成，如图4所示，具有外圆筒部322和分隔部321。外圆筒部322与分隔部321例如一体形成。此外，第二齿轮部32相对于轴31的旋转方向被固定，而在轴31的轴向上可移动。

在外圆筒部322的外周面形成有第二齿轮324。第二齿轮324与安装于电机10的输出旋转轴10a的齿轮11啮合。此外，第二齿轮324可以经由未图示的齿轮系与齿轮11连结。

另外，如图6所示，在外圆筒部322的内周面，与形成于后述第一摩擦体33的外周部的凸起部33a卡合的缺口部(被卡合部)325例如被形成为120°旋转对称。各缺口部325形成于分隔部321的一个主面321a侧的内周面322a。缺口部325以及凸起部33a例如形成为矩形状。

分隔部321配置于外圆筒部322的大致中央部。在分隔部321的中央部，圆筒状的内圆筒部323与分隔部321一体竖立设置。另外，在分隔部321的圆心部，形成有与内圆筒部323的孔连通且供轴31的圆柱部312插入并贯通的圆形的贯通孔326。

如图4所示，第二齿轮部32的内侧的空间被分隔部321划分为2个空间。即，第二齿轮部32的内侧的空间被划分为：由外圆筒部322的内周面322a和分隔部321的一个主面321a形成的空间(以下，称为“容纳部SP1”)、以及由外圆筒部322的内周面322b和分隔部321的另一个主面321b形成的空间(以下，称为“容纳部SP2”)。

第一摩擦体33由金属板(例如，SUS304)、树脂板等形成，如图6所示，具有圆环形状。第一摩擦体33的外径略小于第二齿轮部32的外圆筒部322的内径。另外，第一摩擦体33的内径形成为略大于在后述第三齿轮部35上形成的竖立部353的外径。进而，在第一摩擦体33的外周缘，形成有凸起部(卡合部)33a，该凸起部(卡合部)33a与形成于第二齿轮部32的外圆筒部322的3个缺口部325卡合。

第二摩擦体34由金属板(例如，铍铜)、树脂板等形成，如图6所示，具有圆环形状。此外，为了避免因在摩擦体的边缘部具有毛刺等而造成摩擦体彼此的接触面积不充分，可以将第一摩擦体33以及第二摩擦体34的内径以及外径的尺寸设计为：在将第一摩擦体33与第二摩擦体34层叠时各自的边缘部不重叠。

在第二摩擦体34的内周缘，与形成于后述第三齿轮部35的竖立部353之间的间隙354卡合的凸部(卡合部)34a例如被形成为120°旋转对称。

如图4以及图5所示，第一摩擦体33和第二摩擦体34交替地层叠并容纳于第二齿轮部32的容纳部SP1。此时，第一摩擦体33的凸起部33a插入至在第二齿轮部32的外圆筒部322形成的缺口部325。

此外，在本实施方式中，如图4等所示，例示了分别层叠10片第一摩擦体33以及第二摩擦体34的情况，但所层叠的第一摩擦体33以及第二摩擦体34的片数不受特别限制。

第三齿轮部35是可旋转地支承于轴31的旋转体。第三齿轮部35的一部分配置于第二齿轮部32的容纳部SP1侧。第三齿轮部35包含第三齿轮351、圆盘部352和竖立部353。例如，第三齿轮351、圆盘部352以及竖立部353由树脂等一体形成。

第三齿轮351形成为直径小于第二齿轮部32的直径，且竖立设置于圆盘部352的中心。在第三齿轮351的外周面形成有齿轮，该齿轮与第一齿轮部20的大径齿轮21啮合。

关于圆盘部352，其外周形成为小于第二齿轮部32的外圆筒部322的内径，且具有作为对在第二齿轮部32的收容部SP1收容的第一摩擦体33以及第二摩擦体34进行按压的盖的作用。

另外，在第三齿轮351和圆盘部352的旋转中心，形成有直径大于轴31的圆柱部312的外径的贯通孔355。即，在第三齿轮351以及圆盘部352的内周面与轴31的圆柱部312之间，形成有间隙(Clearance)。

竖立部353在圆盘部352的与形成有第三齿轮351的表面相反的一侧的表面，沿旋转轴方向延伸设置。如图4～图6所示，竖立部353例如被形成为120°旋转对称，并且整体具有大致圆筒形状。

如图6所示，由多个竖立部353形成的俯视大致圆形状的圆筒部353a的外径小于第一摩擦体33以及第二摩擦体34的内径。另外，圆筒部353a的内径形成为大于轴31的圆柱部312的外径。即，在第三齿轮部35的竖立部353的内周面与轴31的圆柱部312之间，形成有间隙(clearance)。

进而，在竖立部353间的3个间隙(被卡合部)354中卡合有第二摩擦体34的3个凸部34a卡。由此，第三齿轮351与第二摩擦体34一体旋转。

滑动垫片36例如由树脂形成。如图3以及图4所示，滑动垫片36以在其中空部插入并通过轴31的圆柱部312，并与第三齿轮351的轴向的端面接触的方式配置。具体而言，滑动垫片36配置于轴31的头部311与圆柱部312之间的阶梯部，并被第三齿轮351的轴向的端面与轴31的头部311夹持。

碟形弹簧37是将第一摩擦体33以及第二摩擦体34在第一摩擦体33与第二摩擦体34的层叠方向上向头部311侧施力的部件。如图4以及图5所示，碟形弹簧37配置于第二齿轮部32的容纳部SP2。例如，碟形弹簧37被配置为：在第二齿轮部32的容纳部SP2中，在碟形弹簧37的中空部插入有轴31，且碟形弹簧37与分隔部321的主面321b接触。此外，虽然在本实施方式中例示了在容纳部SP2将3片碟形弹簧37层叠配置的情况，但碟形弹簧37只要有至少1片即可，碟形弹簧37的片数不受特别限制。

垫片38例如由金属形成。如图3以及图4所示，垫片38在其中空部插入有轴31的螺纹部313，并隔着碟形弹簧37而与第二齿轮部32的分隔部321的主面321b对置配置。

螺母39是对碟形弹簧37施加压缩力的固定构件。如图3以及图4所示，螺母39在轴31的细径部314从第二齿轮部32的分隔部321的贯通孔326以及垫片38的中空部突出的状态下，与轴31的螺纹部313螺纹结合，并经由垫片38而将碟形弹簧37推压并固定至第二齿轮部32。由此，对碟形弹簧37赋予压缩力。此时，经由碟形弹簧37、第二齿轮部32、第一摩擦体33以及第二摩擦体34而被推压至轴31的头部311侧的第三齿轮部35，在头部311与圆柱部312之间的阶梯部中，经由滑动垫片36而被阻止。

通过调整螺母39的紧固程度，能够调整碟形弹簧37经由第二齿轮部32而将第一摩擦体33以及第二摩擦体34向第三齿轮部35按压的力。

接下来，参照图5来说明具有上述构成的扭矩限制器30的组装方法。

首先，将第一摩擦体33与第二摩擦体34交替10片并对齐层叠于第二齿轮部32的分隔部321的主面321a上，并容纳至第二齿轮部32的容纳部SP1。此时，使第一摩擦体33的凸起部33a卡合至在第二齿轮部32的外圆筒部322形成的缺口部325。并且，根据需要，填充润滑油。此外，为了得到稳定的摩擦力，除了润滑油以外，可在第一摩擦体33与第二摩擦体34之间夹入树脂片材等。

接下来，将第三齿轮部35配置于第二齿轮部32的容纳部SP1。此时，使第二摩擦体34的3个凸部34a分别卡合至第三齿轮部35的3个竖立部353的间隙354中。

接下来，在轴31插入并通过第三齿轮部35的贯通孔355的状态下，将轴31的圆柱部312插入通过第二齿轮部32的分隔部321的贯通孔326。

接下来，通过使3片碟形弹簧37和垫片38以该顺序从细径部314侧插入通过轴31，并将螺母39与轴31的螺纹部313螺纹结合，从而将碟形弹簧37以及垫片38容纳于第二齿轮部32的容纳部SP2。此时，通过调整螺母39的紧固程度，而能够调整碟形弹簧37经由第二齿轮部32施加于第一摩擦体33和第二摩擦体34的按压力。

通过以上的组装方法，能实现实施方式1所涉及的扭矩限制器30。

接下来，对搭载有实施方式1所涉及的扭矩限制器30的驱动装置1的运行进行说明。

搭载有扭矩限制器30的驱动装置1在以下所示的状态下组装于图1所示的设备2。即，在设备2的铰链部3内，使扭矩限制器30的第二齿轮324与嵌装于电动机10的输出旋转轴10a的齿轮11啮合。另外，使与扭矩限制器30的第三齿轮351连结的第一齿轮部20的小径齿轮22直接或间接地连结至与作为驱动对象的可动部5的旋转轴连结的未图示的齿轮。在该状态下，驱动装置1组装于设备2。

在此，对打开作为驱动对象的可动部5的情况，即，将可动部5向如图1的标号A所示的方向驱动的情况进行说明。

在此情况下，未图示的控制器对电机10提供驱动信号，并使电机10向一个方向旋转。基于电机10的旋转，嵌装在电机10的输出旋转轴10a的齿轮11旋转，且啮合在齿轮11的第二齿轮324旋转。

随着第二齿轮324的旋转，具有与第二齿轮部32的缺口部325卡合的凸起部33a的第一摩擦体33旋转。第一摩擦体33的旋转力通过第一摩擦体33与第二摩擦体34的静止摩擦力而被传递至第二摩擦体34，从而第二摩擦体34旋转。基于第二摩擦体34的旋转，与第二摩擦体34卡合的第三齿轮部35的竖立部353旋转，基于竖立部353的旋转，与竖立部353一体形成的第三齿轮351也旋转。基于第三齿轮351的旋转，与第三齿轮351啮合的第一齿轮部20的大径齿轮21旋转，随着大径齿轮21的旋转，与大径齿轮21一体形成的小径齿轮22旋转。小径齿轮22的旋转被传递至可动部5的转动轴，可动部5打开。

另一方面，在关闭作为驱动对象的可动部5的情况下，即，将可动部5向以图1的标号B所示的方向驱动的情况下，上述控制器使电机10反向旋转。由此，与上述相反方向的旋转力被传递至可动部5的转动轴，可动部5闭合。

接下来，对设备2的使用者进行使可动部5闭合、打开的手动操作而对可动部5施加了过载的情况进行说明。

在此情况下，随着可动部5的转动轴的转动，第一齿轮部20旋转，与第一齿轮部20啮合的第三齿轮351旋转。进而，与第三齿轮351一体形成的竖立部353旋转，与竖立部353卡合的第二摩擦体34旋转。

此时，在施加至可动部5的过载超过极限扭矩的情况下，即，施加至可动部5的过载大于第一摩擦体33与第二摩擦体34之间的最大静止摩擦力的情况下，第二摩擦体34相对于第一摩擦体33滑动，第三齿轮部35的旋转不被传递至第一摩擦体33以后的第二齿轮部32以及电机10。

如此，在施加至可动部5的过载大于第一摩擦体33与第二摩擦体34之间的最大静止摩擦力的情况下，第三齿轮部35的旋转不会被传递至第二齿轮部32，因此能保护电机10、齿轮11以及第二齿轮部32。

另外，即使在因某些原因而超过极限扭矩的过载从电机10侧被传递至第二齿轮部32的情况下，由于第一摩擦体33相对于第二摩擦体34滑动，因此过载不会被传至第三齿轮部35，从而能保护第三齿轮部35以及第一齿轮部20等。

以上，根据实施方式1所涉及的扭矩限制器30，基于第一摩擦体33与第二摩擦体34的摩擦力，能将电机10产生的扭矩传递至第一齿轮部20，另一方面，在从外部施加了过大的过载的情况下，第一摩擦体33与第二摩擦体34发生滑动，从而能抑制施加至电机10的来自外部的扭矩的传递。

另外，根据扭矩限制器30，使用碟形弹簧37作为对第一摩擦体33以及第二摩擦体34施力的手段，因此与使用线圈弹簧等其他施力手段的情况相比，能实现薄型化，并能实现扭矩限制器的小型化。

另外，根据扭矩限制器30，作为固定构件的螺母39不接触作为第二旋转体的第三齿轮部35，并将碟形弹簧37固定至作为第一旋转体的第二齿轮部32，因此能抑制扭矩限制器的滑动扭矩值的变动。以下，对该点详细说明。

如上所述，扭矩限制器30的滑动扭矩值，即第一摩擦体33与第二摩擦体34之间的最大静止摩擦力是根据螺母39的紧固程度来调整的。因此还认为，在因某些原因而螺母39的紧固程度变化的情况下，扭矩限制器30的滑动扭矩值也变化。

例如，考虑如下情况：假如在将螺母39的紧固位置设为第三齿轮部35侧，并使螺母39与第三齿轮部35接触而固定螺母39的状态下，对第三齿轮部35侧施加外力，第二摩擦体34相对于第一摩擦体33发生滑动。在此情况下，虽然扭矩不会被传递至与第一摩擦体33连结的第二齿轮324以及与电机10的输出旋转轴10a连结的齿轮11，但来自外力的扭矩会被传递至第三齿轮部35，第三齿轮部35旋转。此时，随着第三齿轮部35的旋转，与第三齿轮部35接触的螺母39发生位置偏离，螺母39的紧固程度发生变化。

对此，根据实施方式1所涉及的扭矩限制器30，在第二摩擦体34相对于第一摩擦体33滑动时，在相对于旋转的第三齿轮部35不旋转的位置，即，在与第三齿轮部35不接触的位置处固定螺母39，从而对碟形弹簧37施加压缩力。

据此，第二摩擦体34相对于第一摩擦体33滑动时的第三齿轮部35的旋转力难以传递至螺母39，因此能抑制因螺母39的位置偏离引起的滑动扭矩值的变动，并能提高滑动扭矩值的稳定性。

尤其在实施方式1所涉及的扭矩限制器30中，将第二齿轮部32和第三齿轮部35配置为具有同一旋转轴，将第一摩擦体33和第二摩擦体34层叠于上述旋转轴上的第二齿轮部32与第三齿轮部35之间。进而，在扭矩限制器30中，通过螺母39将与第二齿轮部32同轴配置的碟形弹簧37推压并固定至第二齿轮部32。据此，能够在与第三齿轮部35物理隔离的位置处紧固螺母39。由此，能更高效地抑制滑动扭矩值的变动，因此能进一步提高滑动扭矩值的稳定性。

《实施方式2》

图7是具有实施方式2所涉及的扭矩限制器的驱动装置的立体图。

图7所示的驱动装置1A与实施方式1所涉及的驱动装置1同样，通过容纳于具有图1所示的可动部5的设备2的铰链部3，而对可动部5进行开闭驱动。

如图7所示，驱动装置1A具有电机10、减速器13、扭矩限制器40以及联轴器(coupling)12。

减速器13是将电机10产生的旋转力减速并传递至可动部5的转动轴(开闭驱动轴)的部件。减速器13经由扭矩限制器40以及联轴器12而将从电机10传递来的扭矩传递至作为驱动对象的可动部5。减速器13例如由包含行星齿轮的齿轮机构构成。

电机10以及减速器13作为驱动扭矩限制器40的后述壳体41的驱动部起作用。

扭矩限制器40一方面将从减速器13输入的电机10的旋转力经由联轴器12而传递至可动部5，另一方面在施加了滑动扭矩值以上的扭矩的情况下，对在可动部5与电机10之间所传递的扭矩进行限制。

联轴器12是连结扭矩限制器40的后述轴42与可动部5的转动轴(开闭驱动轴)的功能部，并将轴42的旋转力传递至可动部5的转动轴。联轴器12作为将后述扭矩限制器40的轴42的旋转传递至作为驱动对象的可动部5的传递部起作用。

以下，使用图8～图10来说明扭矩限制器40的构成。

扭矩限制器40如图8～10所示，包含：作为第一旋转体的壳体41、第一摩擦体43、第二摩擦体44、碟形弹簧45、固定构件46、作为第二旋转体的轴42、以及轴承47。

壳体41由树脂、金属等形成，其不仅是容纳第一摩擦体43、第二摩擦体44以及碟形弹簧45的容器，而且是通过与减速器13的输出轴13a的连结，从而接受经由输出轴13a输入的电机10的旋转力而旋转的旋转体。

壳体41具有圆筒形状，其中形成有在其旋转轴的方向上形成的有底的孔410。在壳体41的形成有孔410的内周面410a的开口侧，形成有螺纹被切割的第一螺纹部412。

另外，如图10所示，在壳体41的内周面410a，与形成于后述第一摩擦体43的外周部的凸起部43a卡合的缺口部(被卡合部)413例如被形成为90°旋转对称。缺口部413以及凸起部43a例如形成为圆弧状。

另外，在壳体41的与形成有孔410的端面相反的一侧的端面，形成有孔414。如图8所示，在孔414中，插入有减速器13的输出轴13a，通过螺钉等固定构件48而被固定至壳体41。

在由壳体41的孔410形成的空间(以下，称为“容纳部SP3”)中，容纳有第一摩擦体43、第二摩擦体44以及碟形弹簧45。

第一摩擦体43由金属板(例如，SUS304)、树脂板等形成，如图10所示，具有圆环形状。第一摩擦体43的外径略小于壳体41的孔410的内径。另外，第一摩擦体43的内径形成为大于后述轴42的固定部422的外径。进而，在第一摩擦体43的外周缘，形成有凸起部(卡合部)43a，该凸起部43a卡合于在壳体41的内周面410a形成的4个缺口部413。

第二摩擦体44由金属板(例如，铍铜)、树脂板等形成，如图10所示，形成为圆板状，并在中央形成有供轴42的截面为多边形(例如六边形)的固定部422插入的多边形(例如六边形)的开口44a。

如图8以及图9所示，第一摩擦体43和第二摩擦体44交替地层叠并容纳于壳体41的容纳部SP3中的孔410的底面410b。此时，第一摩擦体43的凸起部43a插入在壳体41的内周面410a形成的的缺口部413中。

此外，虽然在本实施方式中，如图9等所示，例示了7片第一摩擦体43与6片第二摩擦体44层叠的情况，但第一摩擦体43以及第二摩擦体44的片数不受特别限制。

碟形弹簧45被配置为：在壳体41的容纳部SP3，与壳体41的旋转轴同轴，且与第一摩擦体43以及第二摩擦体44中的至少一个接触。具体而言，如图8以及图9所示，在第一摩擦体43以及第二摩擦体44的层叠体的、不接触底面410b的一侧，层叠有至少1片碟形弹簧45。

此外，虽然在本实施方式中，如图9等所示，例示了层叠5片碟形弹簧45的情况，但碟形弹簧45的片数不受特别限制。

轴42具有：与联轴器12的转动轴(孔120)连结的截面形成为D字状的D字部424；圆柱部423；第二摩擦体44的开口44a被固定的截面为多边形(例如六边形)的固定部422；以及前端部421。

轴42在贯通碟形弹簧45、第一摩擦体43以及第二摩擦体44的状态下插入并通过壳体41的孔410，并由配置于壳体41的孔410的底面410b侧的轴承(例如滚珠轴承)47支承。轴42的D字部424插入在联轴器12的一端形成的孔120中，并通过螺钉等固定构件48而被固定至联轴器12。

固定构件46是对碟形弹簧45施加压缩力的功能部。固定构件46例如由与壳体41相同的材料构成，具有与壳体41的第一螺纹部412对应的第二螺纹部460、以及穿过固定构件46的旋转轴而形成的贯通孔461。

固定构件46在将碟形弹簧45、第一摩擦体43以及第二摩擦体44推压至壳体41的孔410的底面410b的状态下，第二螺纹部460与壳体41的第一螺纹部412被螺纹结合，而被固定在壳体41。

在固定构件46的贯通孔461中，插入并通过轴42，通过配置于贯通孔461内的轴承47，轴42的圆柱部423被支承。

此时，在固定构件46的贯通孔461与轴42(例如，圆柱部423)之间，形成有间隙(clearance)，即，固定构件46与轴42未接触。

接下来，参照图9来说明具有上述构成的扭矩限制器40的组装方法。

首先，在配置于壳体41的孔410的底面410b侧的轴承47中，插入轴42的前端部421。

接下来，将7片第一摩擦体43与6片第二摩擦体44交替对齐并层叠于壳体41的孔410的底面410b，并容纳至壳体41的容纳部SP3。此时，使第一摩擦体43的凸起部43a卡合至在壳体41的内周面410a形成的缺口部413的同时，使第二摩擦体44的开口44a嵌合于轴42的固定部422。并且，根据需要，填充润滑油。此外，为了得到稳定的摩擦力，除了润滑油以外，可以在第一摩擦体43与第二摩擦体44之间夹入树脂片材等。

接下来，使5片碟形弹簧45从D字部424侧插入并通过轴42，并在由第一摩擦体43以及第二摩擦体44构成的层叠体上层叠。

接下来，在使轴42插入并通过固定构件46的贯通孔461、且使轴42的圆柱部423插入在固定构件46的贯通孔461配置的轴承47中的状态下，将固定构件46的第二螺纹部460螺纹结合至在壳体41的内周面410a形成的第一螺纹部412。由此，压缩力从固定构件46施加到碟形弹簧45。此时，通过调整固定构件46的紧固程度，而调整碟形弹簧45施加于第一摩擦体43和第二摩擦体44的按压力。

通过以上的组装方法，能实现实施方式2所涉及的扭矩限制器40。

接下来，说明搭载有实施方式2所涉及的扭矩限制器40的驱动装置1A的运行。

搭载有扭矩限制器40的驱动装置1A在以下所示的状态下组装到图1所示的设备2中。即，在设备2的铰链部3内，在扭矩限制器40的壳体41的孔414中，插入并固定减速器13的输出轴13a，减速器13接受来自电机10的输出轴的旋转力而旋转。另外，在联轴器12的一端形成的孔120中，插入并固定从扭矩限制器40的固定构件46突出的轴42的D字部424，并在联轴器12的另一端形成的未图示的孔中，插入并固定可动部5的转动轴。在该状态下，驱动装置1A组装于设备2。

在此，对打开作为驱动对象的可动部5的情况，即，向图1的标号A所示的方向驱动可动部5的情况进行说明。

在此情况下，未图示的控制器对电机10提供驱动信号，使电机10向一个方向旋转。基于电机10的旋转，嵌装于电机10的输出旋转轴的减速器13的输出轴13a旋转，插入有输出轴13a的壳体41旋转。

随着壳体41的旋转，第一摩擦体43旋转，第一摩擦体43具有与在壳体41的内周面410a形成的缺口部413卡合的凸起部43a。第一摩擦体43的旋转力通过第一摩擦体43与第二摩擦体44的静止摩擦力，被传递至第二摩擦体44，从而第二摩擦体44旋转。基于第二摩擦体44的旋转，在第二摩擦体44和固定部422嵌合的轴42旋转。基于轴42的旋转，与轴42的D字部424嵌合的联轴器12旋转。然后，联轴器12的旋转被传递至可动部5的转动轴，从而可动部5打开。

另一方面，在闭合作为驱动对象的可动部5的情况下，即，向以图1的标号B所示的方向驱动可动部5的情况下，上述控制器使电机10反向旋转。由此，与上述相反的方向的旋转力被传递至可动部5的转动轴，从而可动部5闭合。

接下来，对设备2的使用者进行使可动部5闭合、打开的手动操作而对可动部5施加了过载的情况进行说明。

在此情况下，随着可动部5的转动轴的转动，联轴器12旋转，与联轴器12的孔120嵌合的轴42旋转。由此，与轴42的固定部422嵌合的第二摩擦体44旋转。

此时，在施加至可动部5的过载超过极限扭矩的情况下，即，施加至可动部5的过载大于第一摩擦体43与第二摩擦体44之间的最大静止摩擦力的情况下，第二摩擦体44相对于第一摩擦体43滑动，轴42的旋转不会被传递至第一摩擦体43以后的壳体41以及电机10。

如此，在施加至可动部5的过载大于第一摩擦体43与第二摩擦体44之间的最大静止摩擦力的情况下，能保护电机10以及壳体41。

另外，即使在因某些原因而超过极限扭矩的过载从电机10侧被传递至壳体41的情况下，由于第一摩擦体43相对于第二摩擦体44滑动，因此过载不会被传至轴42，而能保护轴42以及联轴器12等。

以上，根据实施方式2所涉及的扭矩限制器40，与实施方式1所涉及的扭矩限制器30同样，基于第一摩擦体43与第二摩擦体44的摩擦，能将电机10产生的扭矩传递至联轴器12，另一方面，在从外部施加了过大的过载的情况下，能抑制对电机10施加的扭矩。

另外，根据扭矩限制器40，与实施方式1所涉及的扭矩限制器30同样，使用了碟形弹簧45作为对第一摩擦体43和第二摩擦体44施力的施力手段，因此能实现更小型的扭矩限制器。

尤其在实施方式2所涉及的扭矩限制器40中，在将碟形弹簧45、第一摩擦体43以及第二摩擦体44推压至壳体41的孔410的底面410b的状态下，将固定构件46的第二螺纹部460与在壳体41的内周面410a形成的第一螺纹部412螺纹结合，从而将固定构件46固定于壳体41。据此，无需各自准备用于将第一摩擦体43以及第二摩擦体44推压至壳体41的孔410的底面410b的盖、以及用于固定该盖的螺母等固定构件，因此能减少部件个数，并能实现更小型的扭矩限制器。

另外，根据扭矩限制器40，在作为调整扭矩限制器的滑动扭矩值的手段的固定构件46与作为第二旋转体的轴42之间形成有间距，因此能在固定构件46不接触轴42的前提下将碟形弹簧45固定于作为第一旋转体的壳体41。由此，与实施方式1所涉及的扭矩限制器30同样，能抑制扭矩限制器的滑动扭矩值的变动，并能提高滑动扭矩值的稳定性。

《实施方式的扩展》

以上基于实施方式具体说明了本发明者实施的发明，但本发明不限于此，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更，这是不言自明的。

例如，虽然在实施方式1中例示了将碟形弹簧37配置于容纳部SP2的情况，但不限于此。例如，可以将碟形弹簧37配置于容纳部SP1，与第一摩擦体33以及第二摩擦体34一起层叠。据此，能与上述实施方式1所涉及的扭矩限制器30同样，对第一摩擦体33以及第二摩擦体34施加按压力。

另外，虽然在实施方式2中例示了将碟形弹簧45配置于固定构件46侧的情况，但不限于此。例如，既可以将碟形弹簧45配置于壳体41的孔410的底面410b与第一摩擦体43以及第二摩擦体44之间，也可以将碟形弹簧45分别配置于由第一摩擦体43以及第二摩擦体44形成的层叠体的两侧。据此，能与上述实施方式2所涉及的扭矩限制器40同样，对第一摩擦体43以及第二摩擦体44施加按压力。

另外，虽然分别例示了在实施方式1中第二齿轮部32的缺口部325以及第一摩擦体33的凸起部33a形成为矩形状的情况，在实施方式2中，在壳体41的内周面410a形成的缺口部413以及第一摩擦体43的凸起部43a形成为圆弧状的情况，但不限于此。只要分别能使第一摩擦体33与第二齿轮部32卡合，第一摩擦体43与壳体41卡合，可以采用各种形状。

关于该点，实施方式1中的第三齿轮部35的竖立部353间的间隙354及第二摩擦体34的凸部34a的形状、以及实施方式2中的轴42的固定部422及第二摩擦体44的开口44a的形状也同样。

(标号说明)

1、1A…驱动装置，2…设备，3…铰链部，4…设备主体，5…可动部，10…电机，10a…电机的输出旋转轴，11…齿轮，12…联轴器，13…减速器，13a…减速器的输出轴，20…第一齿轮部，21…大径齿轮，22…小径齿轮，30、40…扭矩限制器，31…轴，32…第二齿轮部，33…第一摩擦体，34…第二摩擦体，33a…凸起部，34a…凸部，35…第三齿轮部，36…滑动垫片，37、45…碟形弹簧，38…垫片，39…螺母，41…壳体，42…轴，43…第一摩擦体，44…第二摩擦体，44a…开口，46…固定构件，47…轴承，48…螺钉，311…头部，312…圆柱部，313…螺纹部，314…细径部，321…分隔部，321a、321b…分隔部321的主面，322…外圆筒部，322a，322b…外圆筒部的内周面，323…内圆筒部，325…缺口部，326…贯通孔，351…第三齿轮，352…圆盘部，353…竖立部，354…间隙，355…贯通孔，410、414…孔，410a…壳体41的内周面，410b…底面，412…第一螺纹部，413…缺口部，421…前端部，422…固定部，423…圆柱部，424…D字部，460…第二螺纹部，461…贯通孔，SP1、SP2、SP3…容纳部。

Claims (5)

1.一种扭矩限制器，其特征在于，具有：

第一旋转体，其通过驱动源而旋转；

第一摩擦体，其卡止于所述第一旋转体；

第二摩擦体，其与所述第一摩擦体重叠配置，且通过与所述第一摩擦体之间的摩擦力从而随所述第一摩擦体的旋转而旋转；

第二旋转体，其卡止于所述第二摩擦体；

至少1个碟形弹簧，其将所述第一摩擦体以及所述第二摩擦体向所述第一摩擦体与所述第二摩擦体的层叠方向施力；以及

固定构件，其压缩所述碟形弹簧。

2.根据权利要求1所述的扭矩限制器，其特征在于，

所述固定构件不接触所述第二旋转体，并将所述碟形弹簧固定于所述第一旋转体。

3.根据权利要求2所述的扭矩限制器，其特征在于，

所述第一旋转体与所述第二旋转体具有同一旋转轴，

所述第一摩擦体和所述第二摩擦体层叠于所述旋转轴的所述第一旋转体与所述第二旋转体之间，

所述碟形弹簧被配置为与所述第一旋转体同轴，并与所述第一旋转体接触，

所述固定构件将所述碟形弹簧推压并固定至所述第一旋转体。

4.根据权利要求2所述的扭矩限制器，其特征在于，

所述第一旋转体具有：在其旋转轴的方向形成的有底的孔、以及在形成有所述孔的所述第一旋转体的内周面的开口侧形成的第一螺纹部，

所述第一摩擦体以及所述第二摩擦体呈环状，并在所述第一旋转体的所述孔中，被配置为与所述第一旋转体的旋转轴同轴，

所述碟形弹簧在所述第一旋转体的所述孔中，被配置为与所述第一旋转体的旋转轴同轴，并与所述第一摩擦体以及所述第二摩擦体中的至少一个接触，

所述固定构件具有：与所述第一旋转体的第一螺纹部对应的第二螺纹部、以及穿过所述固定构件的旋转轴而形成的贯通孔，

所述固定构件在将所述碟形弹簧、所述第一摩擦体以及所述第二摩擦体推压至所述第一旋转体的所述孔的底面的状态下，所述第二螺纹部与所述第一旋转体的所述第一螺纹部被螺纹结合，而被固定在所述第一旋转体，

所述第二旋转体插入并贯通所述固定构件的所述贯通孔、和环状的所述第一摩擦体及所述第二摩擦体的中空部，且不接触所述固定构件。

5.一种驱动装置，其具有：

权利要求1至4中任一项所述的扭矩限制器；

驱动部，其旋转驱动所述第一旋转体；以及

传递部，其将所述第二旋转体的旋转传递至驱动对象。

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