JP2017133687A - トルク軸ブッシュの装着構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングに対しトルク軸ブッシュが回り止めされかつ軸方向に変位可能に組み付けられても、トルク軸ブッシュに撓みや捩れなどの変形が発生しにくい構造のトルク軸ブッシュの装着構造を提供する。
【解決手段】作動時に回転トルクを発生させるトルク軸ブッシュをハウジングおよびシャフト間に装着する構造であって、トルク軸ブッシュは、ハウジングに対する回り止め部と、シャフトに対する摺動部とを有し、シャフトは、トルク軸ブッシュがハウジングに対し軸方向変位したときに接触する位置に段差部を有し、トルク軸ブッシュと段差部との間に、樹脂軸受を介装し、またはハウジングに固定したカラーを介装したことを特徴とする。樹脂軸受は、動摩擦係数０．０４〜０．５の摺動材よりなる。カラーは、接着または嵌め込みの手段によりハウジングに固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、作動時に回転トルクを発生させるトルク軸ブッシュに係り、このトルク軸ブッシュをハウジングおよびシャフト間に装着するための装着構造に関する。本発明のトルク軸ブッシュは例えば、ヒンジ機構におけるトルク発生要素として用いられる。

従来から図４に示すトルク軸ブッシュ１が知られており、このトルク軸ブッシュ１は、ハウジング２の軸孔内周に当該ブッシュ１を圧入し、さらに当該ブッシュ１の内周側にシャフト３を圧入してブッシュ１の内周面とシャフト３の外周面とを摺動させることにより回転トルクを発生させる。また、ハウジング３の軸孔内周面に円周上一部の凹部９を設けるとともにブッシュ１の外周面に凸部１０を設け、凹部９に対し凸部１０を係合することにより共回りを防止（回り止め）している。

特開２０１４−１０１９５４（図３） 特開２００４−６８８２７

しかしながら上記トルク軸ブッシュ１は、ハウジング２に対し軸方向には固定されておらず、軸方向には変位可能とされている。したがってトルク軸ブッシュ１がハウジング２に対し軸方向に抜け気味となることがあり、この場合、以下の不都合を生じることが懸念される。

すなわち参考例として示す図５では、トルク軸ブッシュ１がヒンジ機構に装着されている。

ハウジング２の軸孔内周にトルク軸ブッシュ１が圧入され、トルク軸ブッシュ１の内周側にシャフト３が圧入され、トルク軸ブッシュ１の内周面とシャフト３の外周面とが摺動することにより回転トルクを発生させる。ハウジング２の軸孔内周面に円周上一部の凹部９が設けられるとともにトルク軸ブッシュ１の外周面に凸部１０が設けられ、凹部９に対し凸部１０が係合することにより共回りが防止（回り止め）されている。シャフト３は筒状を呈し、ヒンジ軸４に外挿されている。シャフト３とヒンジ軸４はローラークラッチ５を介して接続されている。ローラークラッチ５を収容するためシャフト３に段差部３ｂが設けられ、段差部３ｂとトルク軸ブッシュ１の間に軸方向隙間ｃ_１が設定されている。また、ヒンジ軸４にも段差部４ａが設けられているので、この段差部４ａとシャフト３の間にも軸方向隙間ｃ_２が設定されている。

上記構成のヒンジ機構において、ハウジング２に対しトルク軸ブッシュ１が抜け方向（軸方向一方、図では右方）に軸方向変位すると、トルク軸ブッシュ１がシャフト３の段差部３ｂに当接してシャフト３を押圧し、シャフト３が軸方向変位してヒンジ軸４の段差部４ａに押し付けられる。したがってここに摺動抵抗が発生し、ヒンジ機構が開閉しにくくなる。

また、シャフト３がヒンジ軸４の段差部４ａに押し付けられた状態で、さらにトルク軸ブッシュ１が抜け方向に軸方向変位しようすると、トルク軸ブッシュ１がシャフト３の段差部３ｂに強く当接し、ここにも摺動抵抗が発生し、ヒンジ機構がさらに開閉しにくくなる。

また、摺動抵抗が極端に大きくなると、トルク軸ブッシュ１に撓みや捩れなどの変形が発生し、図６（Ａ）から（Ｂ）へと示すように、凹部９に対し凸部１０が円周方向にずれたり、或いは図６（Ｃ）に示すように、凹部９に対し凸部１０が抜けたりし、ヒンジ機構が破損してしまうことがある。

本発明は以上の点に鑑みて、ハウジングに対しトルク軸ブッシュが回り止めされかつ軸方向に変位可能に組み付けられても、トルク軸ブッシュに撓みや捩れなどの変形が発生しにくい構造のトルク軸ブッシュの装着構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のトルク軸ブッシュの装着構造は、作動時に回転トルクを発生させるトルク軸ブッシュをハウジングおよびシャフト間に装着する構造であって、前記トルク軸ブッシュは、前記ハウジングに対する回り止め部と、前記シャフトに対する摺動部とを有し、前記シャフトは、前記トルク軸ブッシュが前記ハウジングに対し軸方向変位したときに接触する位置に段差部を有し、前記トルク軸ブッシュと前記段差部との間に、樹脂軸受を介装し、または前記ハウジングに固定したカラーを介装することを特徴とする。

上記構成を備える本発明では、トルク軸ブッシュとシャフトの段差部との間に樹脂軸受を介装するため、トルク軸ブッシュがシャフトの段差部ではなく、この樹脂軸受に当接する。樹脂軸受はその材質上、摩擦係数が小さく、低摩擦の特性を備えている。したがってトルク軸ブッシュに発生する摺動抵抗が小さく抑えられ、トルク軸ブッシュに摺動抵抗の増大による撓みや捩れなどの変形が発生しにくくなる。樹脂軸受としては例えば、動摩擦係数０．０４〜０．５の摺動材よりなるものとする。

また、上記構成を備える本発明では、トルク軸ブッシュとシャフトの段差部との間にハウジングに固定したカラーを介装するため、トルク軸ブッシュがシャフトの段差部ではなく、このカラーに当接する。カラーはハウジングに固定されるため、回転しない部品である。したがってトルク軸ブッシュに摺動抵抗が発生せず、トルク軸ブッシュに摺動抵抗の増大による撓みや捩れなどの変形が発生しにくくなる。カラーは例えば、接着または嵌め込みの手段によってハウジングに固定される。

本発明においては、トルク軸ブッシュに発生する摺動抵抗が小さく抑えられ、或いはトルク軸ブッシュに摺動抵抗が発生しないため、トルク軸ブッシュに撓みや捩れなどの変形が発生しにくくなる。したがってハウジングに対するトルク軸ブッシュの回り止め部に、ずれや抜けなどの不具合が発生するのを抑制することができ、トルク軸ブッシュの耐久性を向上させることができる。

本発明の第１実施例に係るトルク軸ブッシュの装着構造を示す断面図 本発明の第２実施例に係るトルク軸ブッシュの装着構造を示す断面図 本発明の第３実施例に係るトルク軸ブッシュの装着構造を示す断面図 従来例に係るトルク軸ブッシュの装着構造を示す説明図 参考例に係るトルク軸ブッシュの装着構造を示す断面図 参考例における不具合発生の状況を示す説明図

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１実施例・・・・
図１は、本発明の実施例に係るトルク軸ブッシュの装着構造を示し、すなわち摺動作動時に回転トルクを発生させるトルク軸ブッシュ１がハウジング２およびシャフト３間に装着されている。

参照符号４は、蓋の開閉などに係るヒンジ機構におけるヒンジ軸を示し、このヒンジ軸４の外周側にローラークラッチ５を介して筒状のシャフト３が接続され、シャフト３の外周側にハウジング２が配置され、ハウジング２およびシャフト３間にトルク軸ブッシュ１が装着されている。参照符号６は、ヒンジ軸４の端部に取り付けられた止め輪を示し、この止め輪６とハウジング２の間にワッシャ７が介装されている。

シャフト３は、ハウジング２の内周側に位置して小径筒部３ａを有し、この小径筒部３ａの軸方向一方（図では右方）の端部に環状の段差部３ｂを介して大径筒部３ｃが一体に設けられ、この大径筒部３ｃがローラークラッチ５の外周側に配置されてローラークラッチ５と接続されている。シャフト３は一般に金属よりなり、金属により一体成形されている。

トルク軸ブッシュ１は、筒状部１ａを有し、この筒状部１ａの軸方向一方の端部に径方向外方へ向けてフランジ部１ｂが一体に設けられている。トルク軸ブッシュ１は一般にウレタンよりなり、ウレタンにより一体成形されている。

筒状部１ａは、ハウジング２の軸孔内周に所定の圧入代をもって圧入され、ハウジング２に対し回り止めされ、この筒状部１ａの内周面とこの筒状部１ａの内周側に所定の圧入代をもって圧入したシャフト３の外周面とが摺動することにより回転トルクを発生させる。したがってトルク軸ブッシュ１は、筒状部１ａの内周面を摺動部としている。尚、発生させる回転トルクの大きさを調整するため、筒状部１ａの内周面にスプライン状の溝（図示せず）を設けるようにしても良い。

ハウジング２に対するブッシュ１の回り止め構造８としては、ハウジング２の軸孔内周面に回り止め部として円周上一部の凹部９が設けられるとともに、対応して筒状部１ａの外周面に回り止め部として円周上一部の凸部１０が設けられ、凹部９に対し凸部１０が円周方向に係合することにより回り止めとされている。この回り止め構造８によりブッシュ１はハウジング２に対し回り止めされるが、凹部９および凸部１０は軸方向に沿って設けられているため、ヒンジ機構の軸方向については変位可能とされている。

フランジ部１ｂは、ハウジング２の軸方向一方の端面２ａとシャフト３の段差部３ｂの端面３ｄの間に配置されている。

ヒンジ軸４には、シャフト３の大径筒部３ｃの軸方向一方に位置して、段差部４ａが設けられており、シャフト３の大径筒部３ｃの端面３ｅとこの段差部４ａの端面４ｂの間に所定の軸方向隙間ｃ_２が設定されている。

また、当該実施例では特に、トルク軸ブッシュ１のフランジ部１ｂの端面１ｃとシャフト３の段差部３ｂの端面３ｄとの間に、樹脂軸受１１が介装されている。

樹脂軸受１１は、動摩擦係数０．０４〜０．５の低摩擦摺動材によって環状に成形されており、例えば、ポリアセタールまたは超高密度ポリエチレンなどの低摩擦摺動材によって断面矩形の環状体として成形されている。

また、樹脂軸受１１は、トルク軸ブッシュ１およびシャフト３の双方に対し相対回転可能に装着されており、または、シャフト３側に固定されてトルク軸ブッシュ１に対し相対回転可能に装着されている。

上記構成のブッシュ装着構造においては、トルク軸ブッシュ１のフランジ部１ｂの端面１ｃとシャフト３の段差部３ｂの端面３ｄとの間に動摩擦係数０．０４〜０．５の低摩擦摺動材よりなる樹脂軸受１１が介装されているため、ハウジング２に対しトルク軸ブッシュ１が軸方向一方に変位したときにトルク軸ブッシュ１はシャフト３の段差部３ｂではなく、この樹脂軸受１１に当接して摺動する。トルク軸ブッシュ１が樹脂軸受１１に当接して回転するときに発生する摺動抵抗の大きさは、トルク軸ブッシュ１が金属製の段差部３ｂに当接して回転するときに発生する摺動抵抗と比較して（すなわち上記図５の参考例と比較して）、随分と小さなものである。したがってトルク軸ブッシュ１に発生する摺動抵抗が小さく抑えられ、摺動抵抗が極端に大きくなることがないため、トルク軸ブッシュ１に摺動抵抗の増大による撓みや捩れなどの変形が生じにくくなる。したがってハウジング２に対するトルク軸ブッシュ１の回り止め部（凸部１０）にずれや抜けなどの不具合が発生するのを抑制することができ、延いてはトルク軸ブッシュ１の耐久性を向上させることができる。

尚、図面（図１）では、トルク軸ブッシュ１と樹脂軸受１１が互いに接触した状態で描かれているが、両者１，１１の間には初期的な軸方向隙間を設定しても良い。同様に、図面（図１）では、樹脂軸受１１とシャフト３の段差部３ｂが互いに接触した状態で描かれているが、両者１１，３ｂの間には初期的な軸方向隙間を設定しても良い。また、樹脂軸受１１にはその装着性を高めるため、円周上一箇所にカット部を設けても良い。

第２実施例・・・・
図２に示す第２実施例では、上記第１実施例における樹脂軸受１１に代えて、ハウジング２に固定したカラー１２がトルク軸ブッシュ１とシャフト３の段差部３ｂとの間に介装されている。

カラー１２は、トルク軸ブッシュ１のフランジ部１ｂの端面１ｃとシャフト３の段差部３ｂの端面３ｄとの間に介装された環状のカラー本体１２ａと、このカラー本体１２ａの外周部からハウジング２側へ向けて設けられた外周筒部１２ｂとを一体に備え、この外周筒部１２ｂの先端面をハウジング２の端面２ａに接着することにより、ハウジング２に対し固定されている。

上記構成のブッシュ装着構造においては、トルク軸ブッシュ１のフランジ部１ｂの端面１ｃとシャフト３の段差部３ｂの端面３ｄとの間にハウジング２に固定したカラー１２が介装されているため、ハウジング２に対しトルク軸ブッシュ１が軸方向一方に変位したときにトルク軸ブッシュ１はシャフト３の段差部３ｂではなく、このカラー１２に当接する。カラー１２はハウジング２に固定されるため、トルク軸ブッシュ１と同様に回転しない部品である。したがってトルク軸ブッシュ１に摺動抵抗が発生せず、摺動抵抗が極端に大きくなることがないため、トルク軸ブッシュ１に摺動抵抗の増大による撓みや捩れなどの変形が生じにくくなる。したがってハウジング２に対するトルク軸ブッシュ１の回り止め部（凸部１０）にずれや抜けなどの不具合が発生するのを抑制することができ、延いてはトルク軸ブッシュ１の耐久性を向上させることができる。

尚、図面（図２）では、トルク軸ブッシュ１とカラー１２の間に軸方向隙間ｃ_３を設定した状態が描かれているが、両者１，１２は互いに接触していても良い。また、図面（図２）では、カラー１２とシャフト３の段差部３ｂが互いに接触した状態で描かれているが、両者１２，３ｂの間には初期的な軸方向隙間を設定しても良い。また、カラー１２にはその装着性を高めるため、円周上一箇所にカット部を設けても良い。

当該第２実施例におけるその他の構成は、第１実施例と同じである。したがって図面に同じ符号番号を付すことにより説明を省略する。

第３実施例・・・・
上記第２実施例では、カラー１２が接着によりハウジング２に固定されているが、カラー１２のハウジング２に対する固定手段は特に限定されず、例えば図３に示すように、嵌め込み（嵌合）によるものであっても良い。

すなわち図３に示す第３実施例では、上記第１実施例における樹脂軸受１１に代えて、ハウジング２に固定したカラー１２がトルク軸ブッシュ１とシャフト３の段差部３ｂとの間に介装されている。

カラー１２は、トルク軸ブッシュ１のフランジ部１ｂの端面１ｃとシャフト３の段差部３ｂの端面３ｄとの間に介装された環状のカラー本体１２ａと、このカラー本体１２ａの外周部からハウジング２へ向けて設けられた外周筒部１２ｂを一体に備え、この外周筒部１２ｂの先端部をハウジング２の外周面に嵌め込みすることにより、ハウジング２に対し固定されている。

また、外周筒部１２ｂの先端部内周面とハウジング２の外周面に、互いに軸方向に係合する爪状の係合部１３，１４が設けられており、これにより抜け止め力が高められている。

当該第３実施例におけるその他の構成は、第１または第２実施例と同じである。当該第３実施例における作用効果は、第２実施例と同じである。したがって図面に同じ符号番号を付すことにより説明を省略する。

１ トルク軸ブッシュ
１ａ 筒状部
１ｂ フランジ部
１ｃ フランジ部端面
２ ハウジング
２ａ ハウジング端面
３ シャフト
３ａ 小径筒部
３ｂ 段差部
３ｃ 大径筒部
３ｄ，４ｂ 段差部端面
３ｅ 大径筒部端面
４ ヒンジ軸
４ａ 段差部
５ ローラークラッチ
６ 止め輪
７ ワッシャ
８ 回り止め構造
９ 凹部
１０ 凸部
１１ 樹脂軸受
１２ カラー
１２ａ カラー本体
１２ｂ 外周筒部
１３，１４ 係合部

Claims (3)

1. 作動時に回転トルクを発生させるトルク軸ブッシュをハウジングおよびシャフト間に装着する構造であって、
   前記トルク軸ブッシュは、前記ハウジングに対する回り止め部と、前記シャフトに対する摺動部とを有し、
   前記シャフトは、前記トルク軸ブッシュが前記ハウジングに対し軸方向変位したときに接触する位置に段差部を有し、
   前記トルク軸ブッシュと前記段差部との間に、樹脂軸受を介装し、または前記ハウジングに固定したカラーを介装することを特徴とするトルク軸ブッシュの装着構造。
2. 請求項１記載の装着構造において、
   前記樹脂軸受は、動摩擦係数０．０４〜０．５の摺動材よりなることを特徴とするトルク軸ブッシュの装着構造。
3. 請求項１記載の装着構造において、
   前記カラーは、接着または嵌め込みの手段により前記ハウジングに固定されていることを特徴とするトルク軸ブッシュの装着構造。

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