JP2004197768A - Resin molding type torque transmission member - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種ロボットの駆動モータなどにかかる過負荷を防ぐためのトルクリミッタ、あるいは比較的大きなトルクを持つ蓋などを任意の開閉角度で保持するのに適したヒンジに関する。
【0002】
【従来技術】一般に、ロボットや比較的複雑な自動機などにあっては複数のステッピングモータやサーボモータなどを用いており、これらモータを過負荷から保護するために、設定トルク以上の力が加わった場合には回転を始めてそれ以上に大きな力がモータにかからないように作用するトルクリミッタが備えられている場合がある。特に、このような用途のトルクリミッタ又はヒンジにあっては小型で長期間安定した比較的大きな回転トルクをもつことが要求される。
従来の樹脂成形型トルク伝達部材は、パソコンなどの蓋部材とともに一体的に回動する金属性軸部材と、その金属製軸部材を回動自在に支持する合成樹脂材料からなる軸回動支持部材とで構成され、金属製軸部材と合成樹脂製軸回動支持部材との間のトルクを利用している。(例えば、特許文献1参照)。
また、一部分に開放部を有する金属スリーブが合性樹脂で覆われた金属スリーブとこの金属スリーブに圧入された回転軸からなり、合成樹脂の成形時の収縮に伴う内部応力の摩擦抵抗による回転トルクを利用しているものもある(例えば、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平2000−27846号公報(第3−4項、図1)
【特許文献2】
特願2001−141296号(第4−6項、図1―2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような樹脂型トルクリミッタは回転軸部材である金属材料とその一部分を内包するように成形された合成樹脂を使用しているため、トルクリミッタの使用環境による合成樹脂の熱収縮が原因でトルク変動が生じ、特に合成樹脂の占有部が多い場合ではトルクが不安定になるという問題点があった。
また、金属スリーブに圧入された回転軸の外側を合成樹脂で射出成形する時に、インサート側にスリットを設けて成形時の位置合わせをしているが、回転軸の形状によっては成形時に型合わせができず、つまり型干渉を引起して、スリット位置が固定できずに成形不良の原因となることがあった。
本発明は、このような問題点を解決することを目的とし、使用環境や樹脂の成形形状によるトルク変動の影響を受け難くし、双方向の安定したトルク値を得ることのできる樹脂型トルク伝達部材を提供することを目的としている。
【0005】また、射出成形時の型干渉を防ぎ、回転軸の形状に拘わらず位置合わせができ、容易に合成樹脂を成形することができることを特徴とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1は、前記課題を解決するために、
金属スリーブと該金属スリーブに圧入された回転軸との摩擦抵抗を利用したトルク伝達部材であって、
前記金属スリーブはその一部分が長さ方向に開いた開放部を有すると共に、その開放部の両端部が立ち上がった起立部を有し、前記開放部の溝に充填された合成樹脂材料の少なくとも1箇所に空孔を設けたことを特徴とする樹脂成形型トルク伝達部材を提供するものである。
【0007】本発明の請求項2は、金属スリーブと該金属スリーブに圧入された回転軸との摩擦抵抗を利用したトルク伝達部材において、
前記開放部の溝に充填された合成樹脂材料の少なくとも1箇所に空孔を設けたことを特徴とする樹脂成形型トルク伝達部材であって、
前記合成樹脂材料の熱収縮によるトルク変動に支障をきたさない程度に前記合成樹脂材料が前記金属スリーブの円周方向を包囲した樹脂成形型トルク伝達部材を提供するものである。
【0008】本発明の請求項3は、前記合成樹脂材料の少なくとも1箇所に肉抜き部を設けたことを特徴とする請求項2に記載の樹脂成形型トルク伝達部材を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】図1及び図2により、本発明に係る樹脂成形型トルクリミッタの一実施例について説明する。この樹脂成形型トルクリミッタ1は、ばね用に調質された金属材料からなる比較的肉圧の厚い金属スリーブ1と、そのスリーブ1に圧入された回転軸2と、金属スリーブ1の起立部1a、1bを覆うように形成される合成樹脂材料3とからなる。回転軸2はそれ自身が回転する場合と金属スリーブ1が回転するのに連動して回転する場合がある。4は樹脂成形時の位置固定用の空孔である。ここで、空孔は望ましくは貫通孔であるが、一方が閉じられた孔、又は中央で仕切られた孔であってもよい。金属スリーブ1は狭い間隔で開いた開放部とその開放部の両端から立ち上がった立ち上がり部1aと1bを有し、その高さは金属スリーブ1の肉厚よりも長い。開放部の幅、つまり立ち上がり部1aと1bとの間隔は、例えば回転軸2の直径の数分の1程度であり、この間隔は回転軸2の圧入によって最初よりも広くなる。したがって、この開放部により、金属スリーブ1は有効にバネの働きを行うことができる。
【0010】開放部の起立部1a、1bと回転軸2の外面とで囲まれた領域に存在する合成樹脂には、その合成樹脂の射出成形時における位置固定用の空孔4が形成される。その空孔4は射出成形時の受型にある位置決めピンを引抜いた跡であり、成形時の位置合わせが容易にでき、金属スリーブ1と金属スリーブ1に圧入された回転軸2との成形時の型干渉を防ぐ。
位置固定用の空孔4の形状は任意であるが、起立部1a、1bの内側又はその近傍の位置にあるものとする。
位置固定用の空孔4と回転軸2の外面との間の領域には、必要に応じてグリースのような潤滑剤が含まれる含油材料5から成るものが両端部を除いて設けられている。予め金属スリーブ1の内面又は回転軸2の外面に潤滑剤が塗布されていても、長い期間、潤滑性能を維持することは難しいが、開放部に含油材料5を設けた状態で、図2に示すように起立部1a、1bの先端面が被覆されるように、ポリアセタールなどの結晶性樹脂、あるいはこれらに各種強化繊維などを添加してなる合成樹脂材料3を射出成形する。このとき、好ましくは金属スリーブの起立部1a、1bの両端が見えないように、つまり合成樹脂材料3で金属スリーブ1の開放部を覆うように形成される。これによって、含油材料5が閉じ込められるために、潤滑剤が外部に流れ出して回転軸2や周囲を汚染することがなく、また長い期間、潤滑性能が維持される。
【0011】この構造によれば、金属スリーブ1の起立部1a、1bだけが樹脂で覆われるように成形されているので、回転軸2に回転力が加わった場合に、回転軸2の回転力によって金属スリーブ1の起立部1a、1bを開かせる力が働くが、充填された樹脂が起立部1a、1bを外側から押さえているために開放部は開くことができず、したがってトルクが低減されることなく大きな双方向の回転トルクを得ることができる。つまり、合成樹脂材料3は回転力が加わったときに開放部が開くのを防ぐ程度以上の機械的強度を有している。さらに、開放部に空孔4を備えていることから、このバネの働きはより高められる。つまり、開放部に樹脂が充填されている場合にくらべて、空孔4が存在することで、外側から起立部1a、1bを押さえる力が増し、開放部をより開き難くする作用がある。
また、開放部に空孔4を備えることは、充填樹脂の占有部を少なくし、充填樹脂の熱収縮によるトルク変動を抑える効果がある。
【0012】前述の機械的強度が得られ、金属材料からなる金属スリーブ1の起立部1a、1bと合成樹脂材料3との熱収縮率が少なく、トルク変動に支障をきたさない程度であれば、図3、4に示すように合成樹脂材料3を金属スリーブ1の全周を囲むか、または図5、6のように適当な肉抜き部6を設けて合成樹脂材料3を形成させてもよい。ここで、肉抜き部6は望ましくは貫通孔であるが、一方が閉じられた孔、又は中央で仕切られた孔などであってもよく、凹部であればその形状にとらわれない。それによって、使用環境の変化による合成樹脂材料3の熱収縮率を低く抑えられ、トルクの変動幅が小さくなり、安定したトルクを得ることができる。
そして、金属スリーブ1の起立部1a、1bと回転軸2間の含油材料5が成形樹脂によって閉じ込められるために、長い間、潤滑性能を保持することが可能であり、安定したトルク制限値を維持し得るトルクリミッタを提供することができる。しかし、このことは必ずしも必要ではない。
【0013】なお、以上の実施例ではいずれもトルクリミッタについて述べたが、各種機械装置、電子機器、ピアノ類などの本体と蓋との間に用いられるヒンジのようなトルク伝達部材についても全く同様に実施することができる。
【0014】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、使用環境や成形時の樹脂形状によるトルク変動を受け難く、双方向の安定したトルク値を得ることのできる樹脂成形型のトルクリミッタ又はヒンジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る樹脂成形型トルクリミッタの外観例を示す。
【図2】本発明に係る樹脂成形型トルクリミッタの断面図を示す。
【図3】本発明に係る樹脂成形型トルクリミッタの外観例を示す。
【図4】本発明に係るの樹脂成形型トルクリミッタの断面図を示す。
【図5】本発明に係る樹脂成形型トルクリミッタの外観例を示す。
【図6】本発明に係るの樹脂成形型トルクリミッタの断面図を示す
【符号の説明】
1−金属スリーブ 1a、1b−金属スリーブの起立部
2−回転軸 3−合成樹脂材料
4−成形位置決め用の空孔 5−含油材料
6−肉抜部[0001]
BACKGROUND OF THE
[0002]
2. Description of the Related Art In general, a robot or a relatively complicated automatic machine uses a plurality of stepping motors or servomotors. In order to protect these motors from overload, a force exceeding a set torque is applied. In such a case, a torque limiter may be provided that acts so as to start rotating and prevent a larger force from being applied to the motor. In particular, a torque limiter or hinge for such an application is required to have a small size, a long-term stable and relatively large rotational torque.
A conventional resin-molding type torque transmitting member is a metal shaft member that rotates integrally with a lid member of a personal computer or the like, and a shaft rotation support member made of a synthetic resin material that rotatably supports the metal shaft member. And utilizes the torque between the metal shaft member and the synthetic resin shaft rotation support member. (For example, see Patent Document 1).
In addition, a metal sleeve having a metal sleeve having an open portion in part is made up of a metal sleeve covered with a synthetic resin and a rotating shaft press-fitted into the metal sleeve, and rotational torque due to frictional resistance of internal stress caused by shrinkage during molding of the synthetic resin. There is also one that uses the following (for example, see Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-27846 (Section 3-4, FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application No. 2001-141296 (Section 4-6, Fig. 1-2)
[0004]
However, such a resin type torque limiter uses a metal material as a rotating shaft member and a synthetic resin molded so as to include a part of the metal material. There has been a problem that torque fluctuations occur due to thermal shrinkage of the synthetic resin due to the environment, and the torque becomes unstable particularly when there are many occupied portions of the synthetic resin.
Also, when injection molding the outside of the rotating shaft press-fitted into the metal sleeve with synthetic resin, slits are provided on the insert side to perform positioning during molding, but depending on the shape of the rotating shaft, mold matching may occur during molding. In other words, there was a case where the slit position could not be fixed because the mold interference occurred, which caused molding failure.
An object of the present invention is to solve such a problem, and to reduce the influence of torque fluctuations due to the use environment and the molding shape of the resin, and to obtain a resin-type torque transmission capable of obtaining a stable bidirectional torque value. It is intended to provide a member.
Further, it is characterized in that mold interference during injection molding is prevented, alignment can be performed regardless of the shape of the rotating shaft, and synthetic resin can be easily molded.
[0006]
Means for Solving the
A torque transmission member utilizing friction resistance between a metal sleeve and a rotating shaft press-fitted into the metal sleeve,
The metal sleeve has an open portion partially open in the longitudinal direction, and has an upright portion at which both ends of the open portion are raised, and at least one portion of the synthetic resin material filled in the groove of the open portion. And a resin-molding-type torque transmitting member characterized in that holes are provided in the resin molding die.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a torque transmitting member utilizing frictional resistance between a metal sleeve and a rotary shaft press-fitted into the metal sleeve.
A resin-molding torque transmitting member, characterized in that a hole is provided in at least one place of the synthetic resin material filled in the groove of the open portion,
An object of the present invention is to provide a resin-molding type torque transmitting member in which the synthetic resin material surrounds the circumferential direction of the metal sleeve so as not to hinder the torque fluctuation due to the heat shrinkage of the synthetic resin material.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a resin-molding-type torque transmitting member according to the second aspect, wherein a lightening portion is provided in at least one portion of the synthetic resin material.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a resin mold torque limiter according to the present invention will be described with reference to FIGS. The resin
In the synthetic resin existing in a region surrounded by the upright portions 1a and 1b of the open portion and the outer surface of the
Although the shape of the
In a region between the
According to this structure, since only the upright portions 1a and 1b of the
Providing the
If the mechanical strength described above is obtained, the heat shrinkage ratio between the raised portions 1a and 1b of the
Since the oil-impregnated
In each of the above embodiments, a torque limiter has been described. However, the same applies to a torque transmission member such as a hinge used between a lid and a main body of various mechanical devices, electronic equipment, pianos and the like. Can be implemented.
[0014]
As described above, according to the present invention, a torque limiter or a resin mold for a resin molding die which is hardly subject to torque fluctuations due to the use environment and the resin shape at the time of molding and can obtain a stable bidirectional torque value. A hinge can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an external appearance example of a resin mold torque limiter according to the present invention.
FIG. 2 shows a sectional view of a resin mold torque limiter according to the present invention.
FIG. 3 shows an example of the appearance of a resin mold torque limiter according to the present invention.
FIG. 4 shows a sectional view of a resin mold torque limiter according to the present invention.
FIG. 5 shows an example of the appearance of a resin mold torque limiter according to the present invention.
FIG. 6 shows a sectional view of a resin mold torque limiter according to the present invention.
1-metal sleeve 1a, 1b-standing portion of metal sleeve 2-rotation shaft 3-synthetic resin material 4-hole for molding positioning 5-oil-containing material 6-lightening portion
Claims (3)
前記金属スリーブはその一部分が長さ方向に開いた開放部を有すると共に、その開放部の両端部が立ち上がった起立部を有し、合成樹脂材料で少なくとも前記起立部を覆うように成形してなり、
前記開放部の溝に充填された合成樹脂材料の少なくとも1箇所に空孔を設けたことを特徴とする樹脂成形型トルク伝達部材。In a torque transmission member utilizing frictional resistance between a metal sleeve and a rotating shaft press-fitted into the metal sleeve,
The metal sleeve has an open portion partially open in the longitudinal direction, and has an upright portion at which both ends of the open portion are raised, and is formed by molding a synthetic resin material so as to cover at least the upright portion. ,
A resin-molding torque transmitting member, wherein a hole is provided in at least one portion of the synthetic resin material filled in the groove of the opening.
前記開放部の溝に充填された合成樹脂材料の少なくとも1箇所に空孔を設けたことを特徴とする樹脂成形型トルク伝達部材であって、
前記合成樹脂材料の熱収縮によるトルク変動に支障をきたさない程度に前記合成樹脂材料が前記金属スリーブの円周方向を包囲した樹脂成形型トルク伝達部材。In a torque transmission member utilizing frictional resistance between a metal sleeve and a rotating shaft press-fitted into the metal sleeve,
A resin-molding torque transmitting member, characterized in that a hole is provided in at least one place of the synthetic resin material filled in the groove of the open portion,
A resin-molded torque transmitting member in which the synthetic resin material surrounds the metal sleeve in a circumferential direction to such an extent that torque fluctuation due to thermal shrinkage of the synthetic resin material is not hindered.
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