JP2005344858A

JP2005344858A - トルクリミッタ

Info

Publication number: JP2005344858A
Application number: JP2004166053A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Honda; 正明本多; Takashi Yamamoto; 貴志山本
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】トルク制限部材として従来のコイルばねに代わる新規な部材を用いることにより、トルクリミッタのコンパクト化、低コスト化を図ることである。
【解決手段】ハウジング１と内輪２の間に介在されるトルク制限部材３とからなるトルクリミッタにおいて、前記トルク制限部材３が前記内輪２の外径面に固定される環状基部８と、その環状基部８から軸方向に延び、かつ軸方向のスリットにより複数に分割されたテーパ状の弾性部９とからなり、該弾性部９を前記ハウジング１の内径面に所定の押圧力で接触させた構成とした。
【選択図】図１

Description

この発明はトルクリミッタに関し、例えば、プリンタや複写機等の事務機その他に使用される。

従来から事務機に使用されるばね式トルクリミッタとして、円筒状のハウジング、その内径側に同芯状態に嵌入された内輪、及び前記ハウジングの内径面と内輪の外径面との間に介在されるトルク制限部材とにより構成され、前記トルク制限部材としてコイルばねを用いたものが知られている（特許文献１）。コイルばねは一定の締付け力で内輪の外径面に装着され、その両端部に設けたフックをハウジング又はこれと一体の蓋に係合させている。このトルクリミッタは、ハウジングと内輪の相対回転よりコイルばねが拡径される方向に一定以上のトルクが作用したときにコイルばねの締付け面において滑りが発生し、伝達トルク値が制限される。前記と逆方向に回転した場合はコイルばねの締付け力が増大するため、トルクリミッタとしての作用は行なわれない。即ち、一方向性のトルクリミッタである。

なお、前記特許文献１に記載されたトルクリミッタのコイルばねは大径部と小径部を有し小径部が内輪に締付けられる構成になっている。前記蓋を外部から回転操作し大径部を介して小径部の締付け力を変化させることにより、伝達トルク値を調整することができる。
特開平７−３１７８１０号公報

前記のコイルばね式トルクリミッタは、コイルばねに大径部が存在するためにコンパクト化の妨げになる問題がある。また、大量生産の生産工程において発生トルク値を逐一調整する必要があるため、生産コスト上の不利もある。さらに、コイルばねのフックの係合穴を設け、その係合穴の位相に合わせてフックを係合する作業が必要となるため組立性が悪い問題もある。

そこで、この発明は前記のトルク制限部材としてのコイルばねに代えることにより、トルクリミッタのコンパクト化と低コスト化を図ることを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明のトルクリミッタは、円筒状のハウジング、その内径側に同芯状態に嵌入された内輪、及び前記ハウジングの内径面と内輪の外径面との間に介在されるトルク制限部材とからなるトルクリミッタにおいて、前記トルク制限部材が前記内輪の外径面に固定される環状基部と、その環状基部から軸方向に延び、かつ軸方向のスリットにより複数に分割されたテーパ状の弾性部とからなり、前記弾性部を前記ハウジングの内径面に所定の押圧力で接触させた構成とした。

上記の構成のトルクリミッタは、ハウジングと内輪の相対的な回転により弾性部の摺接面とハウジングの内径面との間でトルクが発生し、一定の基準トルク値において滑りが発生することにより伝達トルク値が制限される。この伝達トルク値は左右両方向の回転において発生し、その大きさは基本的には弾性部の締付け力により定まる。

なお、前記のトルク制限部材が前記内輪の外径面に軸方向に複数個配置された構成を採用することによりトルク値を増大させることができる。

また、前記のトルク制限部材の構成として、前記ハウジングの内径面に固定される環状基部と、その環状基部から軸方向に延び、かつ軸方向のスリットにより複数に分割された逆テーパ状の弾性部とからなる構成を採用することができる。この場合は、その弾性部を前記内輪の外径面に所定の押圧力で接触させて所定のトルク値を得る。

さらに、トルク制限部材として、前記のように逆テーパ状の弾性部を有するものと、テーパ状の弾性部を有するものを組み合わせて使用するようにしても総合トルク値を増大させることができる。

以上のように、この発明のトルクリミッタは、トルク制限部材として環状基部から軸方向に延び、かつ軸方向のスリットにより複数に分割されたテーパ状又は逆テーパ状の弾性部とからなるものを用い、前記弾性部をハウジングの内径面又は内輪の外径面に所定の押圧力で接触させたものを用いることとしたので、前記弾性部の締付け力ないし締め代を決めることにより、該トルク制限部材を内輪又はハウジングに組み込むだけで、所定の伝達トルク値をもった両方向トルクリミッタを得ることができる。また、そのトルク制限部材の組み込みに際しては、位相合わせやトルク調整の必要がないため生産コストの低減を図ることができる。さらに、従来のコイルばね式トルクリミッタの大径のコイル部のごとき部分が存在しないのでコンパクト化も図ることができる。

以下この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１及び図２に示した第１の実施形態のトルクリミッタは、円筒状のハウジング１と、その内径側に同芯状態に嵌入された内輪２、内輪２と一体化されたトルク制限部材３、及び環状の蓋４とからなる。

ハウジング１は、その一端部にボス部５が形成され、そのボス部５の内径面に段差部６が設けられ、前記内輪２の先端部がその段差部６において回転自在に挿入支持される。ハウジング１の他端部は開放され、その開放端の内径面に係合溝７が設けられる。

内輪２は前記先端部と反対側の端部の外径面に肉厚の環状基部８が設けられ、その環状基部８からボス部５の方向に延びたテーパ状の弾性部９が一体に設けられる。弾性部９の先端部外周面は円筒状の摺接面１１となっている。この摺接面１１の外径はハウジング１の内径より若干大きく形成される。弾性部９と内輪２の外径面との間に一定のすき間１０が存在する。

前記の弾性部９は全周４箇所において長さ方向のクサビ状のスリット１２（図２参照）によって４分割されることにより径方向に弾性が付与され、前記の摺接面１１がハウジング１の内径面に対し一定の押圧力をもって接触する。ハウジング１の素材としては、所要の熱可塑性樹脂（例えば、ＰＯＭ、ＰＰＳ、ＰＥＳ、ＰＥＥＫ、ＰＡ、ＰＣ、ＡＢＳ等）又は焼結金属を用いることができる。また、前記のトルク制限部材３と一体化された内輪２の素材としては、所要の熱可塑性樹脂（例えば、ＰＯＭ、ＰＰＳ、ＰＥＳ、ＰＥＥＫ、ＰＡ、ＰＣ、ＡＢＳ等）を用いることができる。

前記内輪２の環状基部８の後端部外周面には段差部１３が形成され、前記の蓋４がその段差部１３に相対回転可能な状態に嵌合される。蓋４は外周面に突条１４が形成され、ハウジング１の係合溝７に圧入固定される。蓋７はハウジング１の内部を閉鎖するとともに内輪２の抜止めとなる。なお、前記段差部１３に軸との係合凹所１５が設けられる。

第１の実施形態のトルクリミッタは以上のようなものであり、ハウジング１と内輪２間の相対的な回転により弾性部９の摺接面１１とハウジング１の内径面との間でトルクが発生し、一定の基準トルク値において滑りが発生することにより伝達トルク値が制限される。この伝達トルク値は左右両方向の回転において発生し、その大きさは基本的には弾性部９の締付け力により定まるが、摺接面１１に潤滑剤を塗布するなどして潤滑性を向上させることにより、耐久性の向上、トルク値の安定を図ることができる。

なお、ハウジング１が焼結金属の場合は油を含浸させて使用してもよい。また、トルク制限部材３が樹脂の場合は、樹脂のクリープ性を考慮して、弾性部９に掛かる応力はＰＯＭの場合で、最大曲げ半径強度の半分（５０Ｍpa）以下とする。

次に、図３及び図４に示した第２の実施形態のトルクリミッタは、内輪２とトルク制限部材３とが別部材であり、かつ、トルク制限部材３の弾性部９が逆テーパ状に形成されている点で前記の場合と相違する。この場合のハウジング１は前述の場合と同じ構造である。内輪２は、その先端部がハウジング２の段差部６に回転自在に挿入支持される。また、内輪２の後端部外径面に段差部１３が形成される。

トルク制限部材３は、環状基部８と、その環状基部８から前端部に向かって逆テーパ状に延びた弾性部９が一体に設けられる。弾性部９の先端部内周面は円筒状の摺接面１１となっている。摺接面１１の内径は内輪２の外径より若干小さく形成される。弾性部９の逆テーパ部分の内径面と内輪２の外径面との間に一定のすき間１０が存在する。弾性部９は全周４箇所において長さ方向のスリット１２によって４分割されることにより径方向に弾性が付与され、前記の摺接面１１が内輪２の外径面に対し一定の押圧力をもって接触する。

前記の環状基部８の外径面には周方向の突条１４が形成され、その突条１４がハウジング１の係合溝７に圧入固定される。また、環状基部８の内径面が内輪２の段差部１３に係合され、内輪２の抜け出しが防止される。この場合は、環状基部８が前記第１の実施形態の蓋４と同様の作用を行う。なお、前記のトルク制限部材３の素材は第１の実施形態の場合と同じである。

第２の実施形態のトルクリミッタは以上のようなものであり、ハウジング１と内輪２間のトルクは弾性部９の摺接面１１とハウジング１の外径面との間で発生し、一定の基準トルク値において滑りが発生することにより伝達トルク値が制限される。

次に、図５及び図６に示した第３の実施形態のトルクリミッタは、前記第１の実施形態のトルクリミッタにもう一つのトルク制限部材３’を軸方向に追加することにより発生トルク値を増大させたものである。即ち、この場合はトルク制限部材３の前端とハウジング１のボス部５との間に前記のもう一つトルク制限部材３’を装着している。このトルク制限部材３’は、環状基部８の前端から前方にテーパ状に延びた弾性部９が一体に設けられたものであり、弾性部９の先端部外周面は円筒状の摺接面１１となっている。摺接面１１の外径はハウジング１の内径より若干大きく形成される。弾性部９と内輪２の外径面との間に一定のすき間１０が存在する。

この場合の弾性部９も全周４箇所において長さ方向のクサビ状のスリット１２によって４分割されることにより径方向に弾性が付与され、前記の摺接面１１によりハウジング１の内径面に対し一定の押圧力をもって接触する。

また、前記の環状基部８の径方向対向２箇所に係合凹所１６が設けられ、その係合凹所１６に対応した係合突部１７が内輪２の外径面に設けられ、これらの係合により前記のトルク制限部材３’が内輪２に嵌合される。その他の構成は第１の実施形態の場合と同様であるから説明を省略する。

第３の実施形態のトルクリミッタは以上のようなものであり、両方のトルク制限部材３と３’のハウジング１の内径面に対する摺接による総合トルク値が得られる。なお、さらにトルク値を上げる必要がある場合は、トルク制限部材３’の数を増加する。

次に、図７及び図８に示した第４の実施形態は、前記の第２の実施形態（図３及び図４参照）に、前記第３の実施形態で用いたトルク制限部材３’を追加したものである。この場合もトルク制限部材３と３’との総合トルク値が得られる。

第１の実施例形態の断面図同上の一部断面分解斜視図第２実施例形態の断面図同上の一部断面分解斜視図第３の実施例形態の断面図同上の一部断面分解斜視図第４の実施例形態の断面図同上の一部断面分解斜視図

符号の説明

１ハウジング
２内輪
３、３’ トルク制限部材
４蓋
５ボス部
６段差部
７係合溝
８環状基部
９弾性部
１０すき間
１１摺接面
１２スリット
１３段差部
１４突条
１５、１６係合凹所
１７係合突部

Claims

円筒状のハウジング、その内径側に同芯状態に嵌入された内輪、及び前記ハウジングの内径面と内輪の外径面との間に介在されるトルク制限部材とからなるトルクリミッタにおいて、前記トルク制限部材が前記内輪の外径面に固定される環状基部と、その環状基部から軸方向に延び、かつ軸方向のスリットにより複数に分割されたテーパ状の弾性部とからなり、前記弾性部を前記ハウジングの内径面に所定の押圧力で接触させたことを特徴とするトルクリミッタ。
前記のトルク制限部材を前記内輪の外径面に軸方向に複数個配置したことを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッタ。
円筒状のハウジング、その内径側に同芯状態に嵌入された内輪、及び前記ハウジングの内径面と内輪の外径面との間に介在されるトルク制限部材とからなるトルクリミッタにおいて、前記トルク制限部材が前記ハウジングの内径面に固定される環状基部と、その環状基部から軸方向に延び、かつ軸方向のスリットにより複数に分割された逆テーパ状の弾性部とからなり、前記弾性部を前記内輪の外径面に所定の押圧力で接触させたことを特徴とするトルクリミッタ。
円筒状のハウジング、その内径側に同芯状態に嵌入された内輪、及び前記ハウジングの内径面と内輪の外径面との間に介在されるトルク制限部材とからなるトルクリミッタにおいて、前記トルク制限部材が軸方向に複数個配置され、そのうち前記ハウジングの開口端に最も近い位置に配置されたトルク制限部材が該ハウジングの内径面に固定された環状基部と、その環状基部から軸方向に延び、かつ軸方向のスリットにより複数に分割された逆テーパ状の弾性部とからなり、上記以外のトルク制限部材は前記内輪の外径面に固定された環状基部とその環状基部から軸方向に延び、かつ軸方向のスリットにより複数に分割されたテーパ状の弾性部とからなり、該弾性部を前記ハウジングの内径面に所定の押圧力で接触させたことを特徴とするトルクリミッタ。