JP2018035837A - Torque limiter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハウジング内に収容された内輪と、ハウジングと内輪との間に設けられる摩擦力付与手段とを備え、両者の間に作用する回転トルクが所定値より大きい場合に、内輪とハウジングとが相対的に回転するよう構成されたトルクリミッタに関するものである。 The present invention includes an inner ring housed in a housing, and a frictional force imparting means provided between the housing and the inner ring. When the rotational torque acting between the two is greater than a predetermined value, the inner ring and the housing The present invention relates to a torque limiter configured to rotate relatively.
プリンタや複写機においては、上下方向に積層された用紙群から用紙を一枚ずつ給紙するための給紙装置が使用される。このような給紙装置にあっては、静電気のような微小相互吸着力によって複数の用紙が上下に吸着した重層状態で用紙群から用紙が取り出され、重層状態のまま用紙がプリンタや複写機の本体部に給紙されてしまうことがあり、これを回避するため、給紙装置には通常トルクリミッタが装着されている。 In printers and copiers, a paper feeding device is used to feed paper one by one from a group of sheets stacked in the vertical direction. In such a paper feeding device, the paper is taken out from the paper group in a multi-layer state in which a plurality of papers are adsorbed up and down by a minute mutual adsorption force such as static electricity, and the paper is left in the multi-layer state in a printer or a copier. In order to avoid this, the sheet feeding device is usually equipped with a torque limiter.
トルクリミッタを用いる給紙装置の一例として、特許文献１に開示されたものを図９に示す。給紙装置Ｓは、モーターのような適宜の駆動源に接続されて回転する駆動ローラーＫＲと、この駆動ローラーＫＲの回転軸と平行であって且つこの駆動ローラーＫＲの回転に従動して回転する従動ローラーＪＲと、用紙群を支持する用紙トレーＰＴとを有する。駆動ローラーＫＲと従動ローラーＪＲの表面は共に比較的摩擦係数が高く弾力性のある樹脂製素材で覆われており、駆動ローラーＫＲと従動ローラーＪＲとは、ばねのような適宜の付勢手段によって密着されている。
そして、従動ローラーＪＲにはトルクリミッタＴＬが組み込まれている。このトルクリミッタＴＬは、内輪Ｎと外輪Ｇ（ハウジングに相当）とを備え、内輪Ｎが固定されると共に、外輪Ｇは、従動ローラーＪＲに固着されてこれと一体的に回転する。
FIG. 9 shows an example of a paper feeder using a torque limiter, which is disclosed in Patent Document 1. The paper feeding device S is connected to an appropriate drive source such as a motor and rotates, and the drive roller KR rotates in parallel with the rotation axis of the drive roller KR and following the rotation of the drive roller KR. It has a driven roller JR and a paper tray PT that supports the paper group. The surfaces of the driving roller KR and the driven roller JR are both covered with a resin material having a relatively high coefficient of friction and elasticity, and the driving roller KR and the driven roller JR are made by appropriate biasing means such as a spring. It is in close contact.
A torque limiter TL is incorporated in the driven roller JR. The torque limiter TL includes an inner ring N and an outer ring G (corresponding to a housing). The inner ring N is fixed, and the outer ring G is fixed to the driven roller JR and rotates integrally therewith.
積層された用紙群から給紙装置に用紙が一枚のみ給紙される場合においては、図９（ａ）に示すとおり、一枚の用紙Ｐは、駆動ローラーＫＲと従動ローラーＪＲに密接する。そして、反時計方向に回転する駆動ローラーＫＲと用紙Ｐの上面との摩擦力によって、用紙Ｐは駆動ローラーＫＲの回転方向に送り出され、従動ローラーＪＲは用紙Ｐを介して伝達される上記摩擦力によって時計方向に所定値より大きい回転トルクが付加され、固定された内輪Ｎに対し相対的に回転する。 When only one sheet is fed from the stacked sheet group to the sheet feeding device, the sheet P is in close contact with the driving roller KR and the driven roller JR as shown in FIG. Then, the frictional force between the driving roller KR that rotates counterclockwise and the upper surface of the paper P causes the paper P to be fed in the rotational direction of the driving roller KR, and the driven roller JR transmits the frictional force via the paper P. As a result, a rotational torque larger than a predetermined value is applied in the clockwise direction, and the rotor rotates relatively to the fixed inner ring N.
一方、用紙群から給紙装置に用紙が上下に重層された状態で給紙される場合においては、図９（ｂ）に示すとおり、用紙Ｐ１及びＰ２は重層状態のまま駆動ローラーＫＲの摩擦力によって給紙装置Ｓに給紙され、上側の用紙Ｐ１の上面には駆動ローラーＫＲが密接されると共に下側の用紙Ｐ２の下面には従動ローラーＪＲが密接される。そして、反時計方向に回転する駆動ローラーＫＲと上側の用紙Ｐ１との摩擦力によって上側の用紙Ｐ１は駆動ローラーＫＲの回転方向に送り出されようとする。
しかしながら、上側の用紙Ｐ１と下側の用紙Ｐ２とは上記摩擦力に比べて小さい微小相互吸着力によって吸着しているにすぎず、上側の用紙Ｐ１に上記摩擦力が付加されると上側の用紙Ｐ１は下側の用紙Ｐ２から剥離され、上側の用紙Ｐ１と下側の用紙Ｐ２との間には滑りが生じる。そのため、従動ローラーＪＲには下側の用紙Ｐ２を介して所定値以下の回転トルクしか付加されないこととなり、この場合にあっては、従動ローラーＪＲはトルクリミッタＴＬによってその回転がロックされる。従動ローラーＪＲがロックして下側の用紙Ｐ２の送りが停止すると、プリンタや複写機は運転を休止すると共に使用者に用紙が重層状態であることを報知し、重層した用紙の除去を促す。
On the other hand, when the paper is fed from the paper group to the paper feeder in a state where the paper is stacked in the vertical direction, as shown in FIG. 9B, the frictional force of the driving roller KR remains in the paper P1 and P2 in the multilayer state. Is fed to the sheet feeding device S, and the driving roller KR is in close contact with the upper surface of the upper paper P1, and the driven roller JR is in close contact with the lower surface of the lower paper P2. The upper sheet P1 is about to be sent out in the rotation direction of the driving roller KR by the frictional force between the driving roller KR that rotates counterclockwise and the upper sheet P1.
However, the upper sheet P1 and the lower sheet P2 are only adsorbed by a minute mutual adsorption force that is smaller than the frictional force. When the frictional force is applied to the upper sheet P1, the upper sheet P1 is adsorbed. P1 is peeled off from the lower sheet P2, and slippage occurs between the upper sheet P1 and the lower sheet P2. Therefore, only the rotational torque of a predetermined value or less is applied to the driven roller JR via the lower sheet P2, and in this case, the rotation of the driven roller JR is locked by the torque limiter TL. When the driven roller JR is locked and the feeding of the lower paper P2 is stopped, the printer and the copying machine stop operating and inform the user that the paper is in a multi-layer state, and prompt the user to remove the multi-layer paper.
トルクリミッタは、給紙装置に限らず、駆動源のモーター等に過負荷が掛かったときに負荷を切り離してモーターを保護する部品としても用いられる。トルクリミッタとしては、例えば、特許文献２に記載されたコイルばねを用いた摩擦式のものが知られており、これは、図１０に示すように、軸状の内輪Ｎと、この内輪Ｎの外周面に接触して装着され、摩擦力を付与するコイルばねＢと、このコイルばねＢが装着された上記内輪Ｎが挿入される筒状の外輪Ｇとを備えている。内輪Ｎは円筒形状であって、その外径は自由状態（ばねに力が作用していない状態）のコイルばねＢの右側部分の径よりも大きく、内輪Ｎの回転に対し摩擦力を作用させる。コイルばねＢは、線材を巻回して形成され、その中心軸方向の先端には中心軸方向に延びる係合部Ｋ１が形成されていると共に、外輪Ｇの内側にはこの係合部Ｋ１と係合する被係合部Ｋ２が形成されている。 The torque limiter is not limited to the sheet feeding device, and is also used as a component for protecting the motor by cutting off the load when an overload is applied to the motor or the like of the drive source. As a torque limiter, for example, a friction type using a coil spring described in Patent Document 2 is known. As shown in FIG. 10, the torque limiter includes a shaft-like inner ring N and an inner ring N. A coil spring B that is mounted in contact with the outer peripheral surface and applies a frictional force, and a cylindrical outer ring G into which the inner ring N to which the coil spring B is mounted are inserted. The inner ring N has a cylindrical shape, and its outer diameter is larger than the diameter of the right part of the coil spring B in a free state (a state where no force is applied to the spring), and a frictional force is applied to the rotation of the inner ring N. . The coil spring B is formed by winding a wire, and an engagement portion K1 extending in the central axis direction is formed at the tip in the central axis direction, and the engagement portion K1 is engaged inside the outer ring G. A mating engaged portion K2 is formed.
上述のとおり、コイルばねを用いた摩擦式のトルクリミッタにおいては、内輪Ｎの外周面とコイルばねＢの内周面との間で生じる摩擦力よりも内輪Ｎと外輪Ｇとを相対的に回転させる中心軸ｏ周りの回転トルクが大きい場合に、外輪Ｇと内輪Ｎとが相対的に回転することから、以下のような問題点がある。
まず、内輪ＮとコイルばねＢとの間で生じる摩擦力は、コイルばねＢの内径が押し拡げられることにより内輪Ｎを締め付ける締付力に比例し、コイルばねＢの素線の径及びヤング率等で決定されるが、コイルばねＢの素線は比較的細く、摩擦力を増大させるのが困難である。そのため、外輪Ｇと内輪Ｎとの間での伝達可能なトルクは制限され、例えば、伝達トルクの大きいロボットアームと駆動モーターとの間に、過負荷時の安全機構として設置されるトルクリミッタとしては、採用するのが難しい。
As described above, in the friction type torque limiter using the coil spring, the inner ring N and the outer ring G are rotated relative to the friction force generated between the outer peripheral surface of the inner ring N and the inner peripheral surface of the coil spring B. Since the outer ring G and the inner ring N rotate relatively when the rotational torque around the center axis o is large, there are the following problems.
First, the frictional force generated between the inner ring N and the coil spring B is proportional to the tightening force for tightening the inner ring N when the inner diameter of the coil spring B is expanded, and the diameter and Young's modulus of the wire of the coil spring B However, the wire of the coil spring B is relatively thin and it is difficult to increase the frictional force. Therefore, the torque that can be transmitted between the outer ring G and the inner ring N is limited. For example, as a torque limiter installed as a safety mechanism during overload between a robot arm having a large transmission torque and a drive motor. , Difficult to adopt.
また、コイルばねを用いたトルクリミッタでは、コイルばねＢの締め付けを緩める方向のトルクが作用し、そのトルクが所定値（いわゆるスリップトルク）に達した場合に、外輪Ｇと内輪Ｎとが相対的に回転するようになる。つまり、外輪Ｇと内輪Ｎとの相対的な回転には、コイルばねＢがわずかに緩むためのクリアランスが必要であって、例えば、内径が一定のコイルばねを用い、双方向の回転に対して相対的回転が可能なようにしたトルクリミッタでは、コイルばねの両端を、クリアランスを設けて外輪に固定する（特開平１０−１１０７３９号公報参照）。このクリアランスは、外輪Ｇと内輪Ｎとの間の回転伝達においては、バックラッシュとなってしまい、回転位置制御等に不利な影響を及ぼす。
さらに、コイルばねを用いたトルクリミッタでは、コイルばね自体が振動を起こしやすいため、コイルばねと内輪とが相対的に回転しているときに、摩擦力が変動して安定した回転伝達を阻害することがある。
本発明は、コイルばねと内輪との間の摩擦力を利用するトルクリミッタにおける、このような問題点を解決する小型のトルクリミッタを提供することを課題とする。
Further, in the torque limiter using the coil spring, when the torque in the direction of loosening the tightening of the coil spring B acts and the torque reaches a predetermined value (so-called slip torque), the outer ring G and the inner ring N are relatively To rotate. In other words, the relative rotation between the outer ring G and the inner ring N requires a clearance for the coil spring B to be slightly loosened. In the torque limiter capable of relative rotation, both ends of the coil spring are fixed to the outer ring with a clearance (see Japanese Patent Laid-Open No. 10-110739). This clearance causes backlash in the rotation transmission between the outer ring G and the inner ring N, which adversely affects the rotational position control and the like.
Further, in a torque limiter using a coil spring, the coil spring itself is likely to vibrate, and therefore, when the coil spring and the inner ring are rotating relatively, the frictional force fluctuates and inhibits stable rotation transmission. Sometimes.
An object of the present invention is to provide a small torque limiter that solves such a problem in a torque limiter that uses a frictional force between a coil spring and an inner ring.
上記の課題に鑑み、本発明は、一対の円錐面を備えた内側リングを内輪に固定するとともに、内側リングの両側に、その円錐面と密着する対向円錐面を備えた外側リングを配置して外側リングをハウジングと連結し、内側リングと外側リングとの間に軸方向の荷重を加え、いわゆる輪ばねの原理を応用して、密着する円錐面と対向円錐面との間に摩擦力を作用させたトルクリミッタを構成するものである。即ち、本発明は、
「軸状の内輪と、前記内輪を囲む内側リングと、前記内側リングの両側にそれぞれ配置された一対の外側リングとが、共通の中心軸を有するようハウジング内に設置され、
前記内輪と前記内側リングとが相対回転不能に係合されるとともに、前記一対の外側リングと前記ハウジングとが相対回転不能に係合され、
前記内側リングの外周面には、軸方向中央の断面の径が最大で両端部に向けて断面の径が減少する一対の円錐面が形成され、前記一対の外側リングの内周面には、前記内側リングの円錐面と当接して軸方向に押圧する対向円錐面がそれぞれ形成されており、
前記内輪と前記ハウジングとの間に所定値以上の回転トルクが付加されたときは、前記内側リングの円錐面と前記一対の外側リングの対向円錐面との間の摩擦力に抗して、前記内輪と前記ハウジングとが相対的に回転する」
ことを特徴とするトルクリミッタとなっている。
In view of the above problems, the present invention fixes an inner ring having a pair of conical surfaces to an inner ring and arranges outer rings having opposing conical surfaces in close contact with the conical surfaces on both sides of the inner ring. The outer ring is connected to the housing, an axial load is applied between the inner ring and the outer ring, and the so-called ring spring principle is applied to apply a frictional force between the conical surface and the opposing conical surface. The torque limiter is configured as described above. That is, the present invention
“A shaft-like inner ring, an inner ring surrounding the inner ring, and a pair of outer rings respectively disposed on both sides of the inner ring are installed in the housing so as to have a common central axis,
The inner ring and the inner ring are engaged so as not to rotate relative to each other, and the pair of outer rings and the housing are engaged so as not to rotate relative to each other.
On the outer peripheral surface of the inner ring, a pair of conical surfaces are formed in which the diameter of the cross section at the center in the axial direction is the maximum and the diameter of the cross section decreases toward both ends, and the inner peripheral surfaces of the pair of outer rings are Opposing conical surfaces that contact the conical surface of the inner ring and press in the axial direction are formed, respectively.
When a rotational torque of a predetermined value or more is applied between the inner ring and the housing, the friction force between the conical surface of the inner ring and the opposing conical surfaces of the pair of outer rings is The inner ring and the housing rotate relative to each other. "
The torque limiter is characterized by this.
本発明のトルクリミッタにおいては、前記ハウジングを第１ハウジング部と第２ハウジング部とに分割し、「前記第１ハウジング部は、軸方向両側にそれぞれ設置され一部が切り欠かれた円板形状をなす端板と、前記端板を軸方向に相互に接続し、内部に収容空間が形成されるとともに片側が開口された側面部とを有し、前記第２ハウジング部は、前記第１ハウジング部の端板の切り欠かれた部分に嵌り合う嵌め込み部と、側面部の開口をシールドする蓋部とを有する」ように構成することができる。
この場合においては、「前記第１ハウジング部は金属材料により形成され、前記第２ハウジング部は合成樹脂材料により形成されており、前記第１ハウジング部には前記押圧手段が設置されるとともに、前記第２ハウジング部が、係合用の突起部及び穴部により、前記第１ハウジング部に弾性を利用して係合される」構造とすること、さらに、前記押圧手段として「前記第１ハウジング部の端板に、前記外側リングに軸方向の荷重を加える押圧ねじを設置し、前記押圧ねじを軸方向に進退させて、前記内側リングの円錐面と前記一対の外側リングの対向円錐面との間の摩擦力を調整する」構造とすることが好ましい。
In the torque limiter of the present invention, the housing is divided into a first housing portion and a second housing portion, and “the first housing portion is installed on both sides in the axial direction and is partially disc-shaped. An end plate that connects the end plates to each other in the axial direction, a housing space is formed therein, and a side surface portion that is open on one side is formed, and the second housing portion includes the first housing. It has a fitting part that fits into a notched part of the end plate of the part and a lid part that shields the opening of the side part.
In this case, “the first housing part is made of a metal material, the second housing part is made of a synthetic resin material, and the pressing means is installed in the first housing part, The second housing part is structured to be engaged with the first housing part by means of elasticity by means of engaging protrusions and holes, and further, as the pressing means, “the first housing part A pressing screw that applies an axial load to the outer ring is installed on the end plate, and the pressing screw is advanced and retracted in the axial direction so that the conical surface of the inner ring and the opposing conical surface of the pair of outer rings It is preferable to adopt a structure that adjusts the frictional force.
また、本発明のトルクリミッタのハウジングとして、「軸方向の片側に端板が形成されるとともに軸方向の他側に開口が設けられ、内部に収容空間が形成された筒状部と、前記筒状部の開口をシールドする蓋部とを有する」ように構成することができる。
この場合においては、「前記蓋部には、前記外側リングを軸方向に押圧する押圧片が形成され、前記蓋部を軸方向に進退させて、前記内側リングの円錐面と前記一対の外側リングの対向円錐面との間の摩擦力が調整される」構造とすることが好ましい。
Further, as the torque limiter housing of the present invention, “a cylindrical portion in which an end plate is formed on one side in the axial direction and an opening is provided on the other side in the axial direction, and an accommodation space is formed therein; And a lid portion that shields the opening of the shape portion ”.
In this case, “a pressing piece for pressing the outer ring in the axial direction is formed on the lid portion, and the lid portion is advanced and retracted in the axial direction so that the conical surface of the inner ring and the pair of outer rings It is preferable to adopt a structure in which the frictional force between the opposite conical surfaces is adjusted.
前記外側リングの対向円錐面が前記内側リングの円錐面と当接して軸方向に押圧することで、前記内側リングは縮径すると共に前記外側リングは拡径するのが好適である。 The opposing conical surface of the outer ring abuts on the conical surface of the inner ring and presses in the axial direction, whereby the inner ring is preferably reduced in diameter and the outer ring is increased in diameter.
本発明のトルクリミッタは、軸状の内輪、内輪を囲む内側リング及び一対の外側リングを備えており、これらはハウジング内に共通の中心軸を有するように設置される。内側リングは、係合手段と被係合手段とにより内輪に相対回転不能に係合され、それぞれの外側リングは、内側リングの両側に配置されて、係止手段と被係止手段とによりハウジングに相対回転不能に係止されている。
そして、内側リングの外周面には、軸方向中央の断面の径が最大で両端部に向けて断面の径が減少する一対の円錐面を形成し、両側に配置された外側リングには、内側リングの円錐面と密着する対向円錐面をそれぞれ形成して、内側リングと外側リングとの間に軸方向の荷重を加える（図１等参照）。つまり、内側リングと外側リングとは、「輪ばね」として知られるばね装置をなしていて、軸方向の荷重により弾性変形し、内側リングが縮径するとともに外側リングが拡径する。この弾性変形に伴い、内側リングの円錐面と外側リングの対向円錐面との間には摩擦力が作用するが、その摩擦力は、内側リングと外側リングの軸方向の相対変位がごく少量であっても、非常に大きな値となる。そのため、本発明のトルクリミッタは、小型のものであったとしても、内輪（内側リングに係合）とハウジング（外側リングに係合）との間で大きなトルクの伝達が可能となり、例えば、各種の動力伝達系において、駆動モーター保護用のトルクリミッタに要するスペースを小さくすることができる。
The torque limiter of the present invention includes a shaft-shaped inner ring, an inner ring surrounding the inner ring, and a pair of outer rings, and these are installed so as to have a common central axis in the housing. The inner ring is engaged with the inner ring in a relatively non-rotatable manner by the engaging means and the engaged means, and each outer ring is disposed on both sides of the inner ring, and the housing is formed by the locking means and the locked means. It is locked so that it cannot rotate relative to the other.
And on the outer peripheral surface of the inner ring, a pair of conical surfaces having a maximum cross-sectional diameter at the center in the axial direction and decreasing in cross-section toward both ends are formed. Opposing conical surfaces that are in close contact with the conical surface of the ring are formed, and an axial load is applied between the inner ring and the outer ring (see FIG. 1 and the like). In other words, the inner ring and the outer ring constitute a spring device known as a “ring spring”, which is elastically deformed by an axial load, whereby the inner ring is reduced in diameter and the outer ring is increased in diameter. Along with this elastic deformation, a frictional force acts between the conical surface of the inner ring and the opposing conical surface of the outer ring. However, the frictional force requires only a small amount of relative displacement in the axial direction of the inner ring and the outer ring. Even if it is, it is a very large value. Therefore, even if the torque limiter of the present invention is small, a large torque can be transmitted between the inner ring (engaged with the inner ring) and the housing (engaged with the outer ring). In this power transmission system, the space required for the torque limiter for protecting the drive motor can be reduced.
また、本発明のトルクリミッタでは、内側リングの円錐面と外側リングの対向円錐面との間で摩擦力を発生させている。コイルばねを用いたトルクリミッタのように、コイルばねと内輪との間で発生させるものではないため、内側リングと外側リングとを相対的に回転するためには、クリアランスを設定する必要がない。したがって、内輪とハウジングとの間で回転（トルク）の伝達が行われているときは、内輪とハウジングとは常時一体化されていて、回転方向が切り換ってもバックラッシュが生じることはない。
所定値よりも大きなトルクが内側リングと外側リングとの間に作用して、両者が相対的に回転しているときは、コイルばねのように振動を生じることはないので、相対的回転に対する抵抗トルクは、変動の小さい安定したものとなる。
In the torque limiter of the present invention, a frictional force is generated between the conical surface of the inner ring and the opposing conical surface of the outer ring. Unlike a torque limiter using a coil spring, it is not generated between the coil spring and the inner ring, so that it is not necessary to set a clearance in order to rotate the inner ring and the outer ring relatively. Therefore, when rotation (torque) is transmitted between the inner ring and the housing, the inner ring and the housing are always integrated so that backlash does not occur even if the rotation direction is switched. .
When a torque larger than a predetermined value acts between the inner ring and the outer ring and both are rotating relatively, vibration does not occur like a coil spring, so resistance to relative rotation The torque is stable with little fluctuation.
本発明のトルクリミッタの具体的な実施態様として、後述の図１等に示すとおり、ハウジングを、いわば主体部をなし側方が開口した第１ハウジング部と、その開口に蓋をするように設けられた第２ハウジング部とに分割することができる。つまり、第１ハウジング部は、軸方向両側にそれぞれ設置され一部が切り欠かれた円板形状をなす端板と、その端板を軸方向に相互に接続し、内部に収容空間が形成されるとともに片側が開口された側面部とを有する構造とし、第２ハウジング部は、第１ハウジング部の端板の切り欠かれた部分に嵌り合う嵌め込み部と、側面部の開口をシールドする蓋部とを有する構造とする。
本発明のトルクリミッタでは、「輪ばね」をなす内側リングと外側リングとによって軸方向に大きな反力が発生する。ハウジングを上記の構成とした場合には、第１ハウジング部が、軸方向の両端の端板とそれらを軸方向に相互に接続する側面部を備えた剛性の大きい部材となり、内側リングと外側リングの反力によって変形を起こすことが防止される。さらに、第１ハウジング部の側面部の開口から、内輪及び内側リングと外側リングとの組み合せ体を挿入することで、トルクリミッタを製造することが容易となる。ここで、第１ハウジング部を金属材料により形成し、第２ハウジング部を合成樹脂材料により形成した場合には、第１ハウジング部の剛性がより一層高まるとともに、第２ハウジング部の弾性を利用して、第１ハウジング部に組み付けることが可能となる。
As a specific embodiment of the torque limiter of the present invention, as shown in FIG. 1 and the like to be described later, a housing is provided so as to have a first housing portion which is a main portion and has a side opening, and the opening is covered. The second housing part can be divided. In other words, the first housing part is installed on both sides in the axial direction and has an end plate having a disc shape with a part cut away, and the end plates are connected to each other in the axial direction, and an accommodation space is formed inside. And the second housing part includes a fitting part that fits into a notched portion of the end plate of the first housing part, and a lid part that shields the opening of the side part. It is set as the structure which has.
In the torque limiter of the present invention, a large reaction force is generated in the axial direction by the inner ring and the outer ring forming the “ring spring”. When the housing is configured as described above, the first housing portion is a highly rigid member having end plates at both ends in the axial direction and side portions connecting them in the axial direction. The inner ring and the outer ring The reaction force prevents deformation. Furthermore, the torque limiter can be easily manufactured by inserting the inner ring and the combination of the inner ring and the outer ring from the opening of the side surface portion of the first housing portion. Here, when the first housing part is formed of a metal material and the second housing part is formed of a synthetic resin material, the rigidity of the first housing part is further increased and the elasticity of the second housing part is utilized. Thus, it can be assembled to the first housing part.
また、本発明のトルクリミッタにおけるハウジングの別の実施態様として、後述の図７に示すとおり、軸方向の片側に端板を設けるとともに他側を開口した筒状部と、その筒状部の開口をシールドする蓋部とを有するように構成することができる。この場合において、蓋部に外側リングを軸方向に押圧する押圧片を形成して軸方向に進退させると、周方向に均等な押圧力を作用させて、内側リングと外側リングとの間の摩擦力を調整できる。 Further, as another embodiment of the housing in the torque limiter of the present invention, as shown in FIG. 7 to be described later, a cylindrical portion provided with an end plate on one side in the axial direction and the other side opened, and the opening of the cylindrical portion And a lid portion for shielding. In this case, when a pressing piece that presses the outer ring in the axial direction is formed on the lid portion and is moved forward and backward in the axial direction, a uniform pressing force is applied in the circumferential direction to cause friction between the inner ring and the outer ring. You can adjust the power.
更にまた、本発明のトルクリミッタにおいて、外側リングの対向円錐面が内側リングの円錐面と当接して軸方向に押圧した際に、内側リングは縮径すると共に外側リングは拡径するようにすることで、円錐面と対向円錐面とにかかる応力が分散され、トルクリミッタの使用寿命を延ばすことができる。 Furthermore, in the torque limiter of the present invention, when the opposing conical surface of the outer ring abuts against the conical surface of the inner ring and presses in the axial direction, the inner ring is reduced in diameter and the outer ring is increased in diameter. As a result, the stress applied to the conical surface and the opposing conical surface is dispersed, and the service life of the torque limiter can be extended.
以下、図面に基づいて、本発明のトルクリミッタについて説明する。図１には、本発明のトルクリミッタの実施例の全体的な構造を示す図を示し、図２には、その組み立て図を示し、図３乃至図６には、各構成部品の単品図を示す。 Hereinafter, the torque limiter of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the overall structure of an embodiment of the torque limiter according to the present invention, FIG. 2 is an assembly diagram thereof, and FIGS. 3 to 6 are individual product diagrams of components. Show.
図１及び図２に示すように、本実施例のトルクリミッタは、固定されたハウジング１を具備し、このハウジング１内には共通の中心軸ｏを有する内輪２、内側リング３、及び一対の外側リング４が備えられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the torque limiter of this embodiment includes a fixed housing 1, and an inner ring 2, an inner ring 3 having a common central axis o, and a pair of housings 1. An outer ring 4 is provided.
図１及び図２と共に図３を参照して説明すると、ハウジング１は、第１ハウジング部１１と第２ハウジング部１２とに分割されている。第１ハウジング部１１は金属材料により形成され、軸方向両側にそれぞれ設置され一部が切り欠かれた円板形状をなす一対の端板１１ａと、この一対の端板１１ａを軸方向に相互に接続し、内部に収容空間が形成された側面部１１ｂとを有する（図３（ａ））。側面部１１ｂの外周面所定位置には、係合用の突起部１１ｃが形成されている。側面部１１ｂの片側には矩形形状の開口１１ｄが形成されている。端板１１ａの一方の外面には、機械部品のような従動部材が接続される突起１１ｅが形成され、端板１１ａの他方には後述する押圧ねじが挿通される一対の小孔１１ｆが形成されている。第２ハウジング部１２は合成樹脂材料により形成され、第１ハウジング部１１の一対の端板１１ａの切り欠かれた部分の夫々に嵌り合う一対の嵌め込み部１２ａと、側面部１１ｂの開口１１ｄをシールドする蓋部１２ｂとを有する（図３（ｂ））。蓋部１２ｂの外周面所定位置には、係合用の穴部１２ｃが形成されている。第２ハウジング部１２の穴部１２ｃを第１ハウジング部１１の突起部１１ｃに係合させることで第１ハウジング部１１と壁部１２とが組み合わされる。ハウジング１をこのように構成することにより、内側リング３と外側リング４とを組み合わせた際に生ずる後述の反力によってハウジング１が変形することが防止される。 Referring to FIG. 3 together with FIGS. 1 and 2, the housing 1 is divided into a first housing part 11 and a second housing part 12. The first housing part 11 is made of a metal material, and is installed on both sides in the axial direction and has a pair of end plates 11a each having a notch, and the pair of end plates 11a are mutually connected in the axial direction. And a side surface portion 11b in which a housing space is formed (FIG. 3A). An engaging protrusion 11c is formed at a predetermined position on the outer peripheral surface of the side surface portion 11b. A rectangular opening 11d is formed on one side of the side surface portion 11b. A projection 11e to which a driven member such as a mechanical component is connected is formed on one outer surface of the end plate 11a, and a pair of small holes 11f into which a later-described pressing screw is inserted is formed on the other end plate 11a. ing. The second housing portion 12 is formed of a synthetic resin material, and shields the pair of fitting portions 12a that fit into the notched portions of the pair of end plates 11a of the first housing portion 11 and the opening 11d of the side surface portion 11b. And a lid portion 12b (FIG. 3B). An engagement hole 12c is formed at a predetermined position on the outer peripheral surface of the lid 12b. The first housing part 11 and the wall part 12 are combined by engaging the hole part 12 c of the second housing part 12 with the protrusion part 11 c of the first housing part 11. By configuring the housing 1 in this way, the housing 1 is prevented from being deformed by a reaction force described later that occurs when the inner ring 3 and the outer ring 4 are combined.
第１ハウジング部１１と第２ハウジング部１２とが組み合わされることで円柱形状部材であるハウジング１が形成される。ハウジング１の内部には、軸方向中央領域において円柱形状の空洞部１３と、軸方向両端部において空洞部１３に連通し内輪２を軸受けする軸孔１４とが夫々画成される。空洞部１３の外面（即ちハウジング１の内面）には係止手段が形成されている。係止手段は、直径方向に対向した２つの一対の係止突起１５（従って係止突起１５は全部で４つ）から構成されている。一対の係止突起１５の一方は共に第１ハウジング部１１の内面、更に詳しくは端板１１ａの内面、において軸方向に対向して位置する（図３（ａ）左から２つ目の正面図）。一対の係止突起１５の他方は共に第２ハウジング部１２の内面、更に詳しくは嵌め込み部１２ａの内面、において軸方向に対向して位置する（図３（ｂ）中央の正面図）。 The first housing part 11 and the second housing part 12 are combined to form the housing 1 that is a cylindrical member. Inside the housing 1, a cylindrical hollow portion 13 is defined in the central region in the axial direction, and a shaft hole 14 that communicates with the hollow portion 13 and supports the inner ring 2 at both axial end portions. Locking means is formed on the outer surface of the cavity 13 (that is, the inner surface of the housing 1). The locking means is composed of two pairs of locking projections 15 that are opposed in the diametrical direction (thus, there are a total of four locking projections 15). One of the pair of locking projections 15 is positioned opposite to each other in the axial direction on the inner surface of the first housing portion 11, more specifically on the inner surface of the end plate 11a (FIG. 3 (a) front view second from the left). ). The other of the pair of locking projections 15 is located opposite to the axial direction on the inner surface of the second housing portion 12, more specifically, the inner surface of the fitting portion 12a (front view in the center of FIG. 3B).
図１及び図２と共に図４を参照して説明すると、内輪２は金属製の軸状部材であり、円筒形状の軸部２１と、軸部２１の外周面に形成された係合手段とを有する。係合手段は軸部２１の片端部（即ち図４左図のＡ−Ａ断面図において左側端部）において半径方向外方に突出する一対の係合突部２２から構成されている。一対の係合突部２２の各々は、軸部２１の外周面において直径方向において対向して位置する。一対の係合突部２２の各々は、軸方向に対向する片端面２２ａ及び他端面２２ｂ、周方向に対向する一対の側面２２ｃ、及び半径方向外側に位置する外面２２ｄを有する。片端面２２ａ及び他端面２２ｂは共に軸部２１の外周面から半径方向外方に延出している。片端面２２ａ及び他端面２２ｂの半径方向外側縁は、共に円弧状であるものの、片端面２２ａのそれは他端面２２ｂのそれよりも半径方向内側に位置している。一対の側面２２ｃの各々は共に台形形状である。外面２２ｄは、係合突部２２の縦断面において、片端面２２ａから他端面２２ｂ（即ち図４左図のＡ−Ａ断面図において右方）に向かって半径方向外方に傾斜して直線状に延びている。かかる傾斜は、外側リング４に形成される後述する対向円錐面の傾斜と同一である。外面２２ｄは、係合突部２２の横断面において、円弧形状である。軸部２１の他端部には、モーターのような駆動部材が接続される切欠き２３が形成されている。 Referring to FIG. 4 together with FIGS. 1 and 2, the inner ring 2 is a metal shaft-shaped member, and includes a cylindrical shaft portion 21 and engagement means formed on the outer peripheral surface of the shaft portion 21. Have. The engaging means is composed of a pair of engaging protrusions 22 protruding outward in the radial direction at one end of the shaft portion 21 (that is, the left end portion in the AA sectional view of FIG. 4 left). Each of the pair of engaging protrusions 22 is positioned opposite to the outer peripheral surface of the shaft portion 21 in the diametrical direction. Each of the pair of engaging protrusions 22 has one end face 22a and the other end face 22b facing each other in the axial direction, a pair of side faces 22c facing each other in the circumferential direction, and an outer face 22d positioned on the outer side in the radial direction. Both the one end surface 22 a and the other end surface 22 b extend radially outward from the outer peripheral surface of the shaft portion 21. Although the radially outer edges of the one end face 22a and the other end face 22b are both arc-shaped, the one end face 22a is located radially inward of that of the other end face 22b. Each of the pair of side surfaces 22c has a trapezoidal shape. The outer surface 22d is linearly inclined in the longitudinal direction of the engaging protrusion 22 from the one end surface 22a to the other end surface 22b (that is, rightward in the AA sectional view of the left diagram in FIG. 4). It extends to. This inclination is the same as the inclination of the opposing conical surface described later formed on the outer ring 4. The outer surface 22 d has an arc shape in the cross section of the engaging protrusion 22. A notch 23 to which a driving member such as a motor is connected is formed at the other end of the shaft portion 21.
図１及び図２と共に図５を参照して説明すると、内側リング３は金属製であって、その断面は半径方向外側に向かって凸形状である（図５中央のＡ−Ａ断面図）。内側リング３の外周面には、軸方向中央の断面の径が最大で両端部に向けて断面の径が減少する一対の円錐面３１が形成されている。図示の実施例においては、一対の円錐面３１の各々の断面は、その外周面が軸方向中央から両端部に向かって直線状に傾斜しており、図５中央のＡ−Ａ断面図において左右対称である。内側リング３の内周面は平坦な環状周面である。内側リング３には被係合手段が形成されている。被係合手段は内側リング３の軸方向片端部においてコの字形状に形成された一対の切欠き３２である。一対の切欠き３２の各々は直径方向に対向して位置している。 Referring to FIG. 5 together with FIG. 1 and FIG. 2, the inner ring 3 is made of metal, and its cross section has a convex shape outward in the radial direction (A-A cross section in the center of FIG. 5). On the outer peripheral surface of the inner ring 3, a pair of conical surfaces 31 are formed in which the diameter of the cross section at the center in the axial direction is maximum and the diameter of the cross section decreases toward both ends. In the illustrated embodiment, each of the cross-sections of the pair of conical surfaces 31 has an outer peripheral surface inclined linearly from the center in the axial direction toward both ends. Symmetric. The inner peripheral surface of the inner ring 3 is a flat annular peripheral surface. Engagement means is formed on the inner ring 3. The engaged means is a pair of notches 32 formed in a U shape at one axial end of the inner ring 3. Each of the pair of notches 32 is positioned to face the diameter direction.
図１及び図２と共に図６を参照して説明すると、外側リング４は金属製であって、その内周面には、内側リング３の円錐面３１と当接して軸方向に押圧する対向円錐面４１が形成されている。図示の実施例においては、外側リング４の断面は半径方向内側に向かって凸形状であって、外側リング４の内周面には、軸方向中央の断面の径が最小で両端部に向けて断面の径が増大する一対の傾斜面４２が形成され、一対の傾斜面４２の各々は、図６中央のＡ−Ａ断面図において左右対称である。そして、対向円錐面４１は軸方向片側（図６中央のＡ−Ａ断面図において右側）に位置する傾斜面４２に規定される。所望ならば、一対の傾斜面４２の内、対向円錐面４１が規定されていない側の面は、傾斜せずに軸方向と平行な平坦面としてもよい。外側リング４の外周面は平坦な環状周面である。外側リング４には被係止手段が形成されている。被係止手段は外側リング４の軸方向他端部においてコの字形状に形成された一対の切欠き４３である。一対の切欠き４３の各々は直径方向に対向して位置している。 Referring to FIG. 6 together with FIGS. 1 and 2, the outer ring 4 is made of metal, and the inner peripheral surface thereof is opposed to the conical surface 31 of the inner ring 3 and presses in the axial direction. A surface 41 is formed. In the illustrated embodiment, the cross section of the outer ring 4 is convex toward the inside in the radial direction, and the inner peripheral surface of the outer ring 4 has the smallest diameter of the cross section at the center in the axial direction toward both ends. A pair of inclined surfaces 42 having an increased cross-sectional diameter are formed, and each of the pair of inclined surfaces 42 is bilaterally symmetric in the AA sectional view in the center of FIG. And the opposing conical surface 41 is prescribed | regulated by the inclined surface 42 located in the axial direction one side (right side in AA sectional drawing of the center of FIG. 6). If desired, the surface of the pair of inclined surfaces 42 where the opposed conical surface 41 is not defined may be a flat surface parallel to the axial direction without being inclined. The outer peripheral surface of the outer ring 4 is a flat annular peripheral surface. Locking means is formed on the outer ring 4. The locked means is a pair of notches 43 formed in a U shape at the other axial end of the outer ring 4. Each of the pair of notches 43 is positioned to face the diameter direction.
内輪２、内側リング３、及び一対の外側リング４は、内輪２が内側リング３及び一対の外側リング４によって囲まれると共に、内側リング３が一対の外側リング４によって挟み込まれ、円錐面３１と対向円錐面４１とが当接して軸方向に押圧された状態で、ハウジング１内に収容される。その際には、先ず、内側リング３の切欠き３２を内輪２の係合突部２２と係合させ、一対の外側リング４の各々を軸方向内側に相互に押圧して内側リング３の一方の円錐面３１に一方の外側リング４の対向円錐面４１を密着させると共に他方の円錐面３１に他方の外側リング４の対向円錐面４１を密着させた組み合わせ体を、第１ハウジング部１１の側面部１１ｂの開口１１ｄから挿入して、第1ハウジング部１１内に設置する。次いで、第１ハウジング部１１の開口１１ｄを第２ハウジング部１２によりシールする。このとき、一対の外側リング４の各々の切欠き４３をハウジング１の係止突起１５の各々に係止させ、一対の外側リング４の各々をハウジング１に対して相対回転不能にさせる。 The inner ring 2, the inner ring 3, and the pair of outer rings 4 are surrounded by the inner ring 3 and the pair of outer rings 4, and the inner ring 3 is sandwiched between the pair of outer rings 4 and faces the conical surface 31. It is accommodated in the housing 1 in a state in which the conical surface 41 abuts and is pressed in the axial direction. In that case, first, the notch 32 of the inner ring 3 is engaged with the engaging protrusion 22 of the inner ring 2, and each of the pair of outer rings 4 is pressed against each other in the axial direction to A combined body in which the opposing conical surface 41 of one outer ring 4 is brought into close contact with the conical surface 31 and the opposing conical surface 41 of the other outer ring 4 is brought into close contact with the other conical surface 31 is a side surface of the first housing part 11. It is inserted from the opening 11 d of the part 11 b and installed in the first housing part 11. Next, the opening 11 d of the first housing part 11 is sealed by the second housing part 12. At this time, each notch 43 of the pair of outer rings 4 is locked to each of the locking projections 15 of the housing 1, so that each of the pair of outer rings 4 is not rotatable relative to the housing 1.
内輪２、内側リング３、及び一対の外側リング４がハウジング１内（即ち空洞部１３）に設置された状態にあっては、内輪２は軸孔１４において回転可能に軸支される。また、内輪２は、係合突部２２の片端面２２ａが一方の端板１１ａと対向すると共に他端面２２ｂが内側リング３の切欠き３２の軸方向端面と対向することで軸方向への抜けが防止される。更に、係合突部２２は一方の外側リング４の半径方向内側に位置するが、外面２２ｄが傾斜面４２（即ち対向円錐面４１）と対向し、縦断面における外面２２ｄの傾斜と対向円錐面４１の傾斜が同一であることに起因して、外面２２ｄと対向円錐面４１とが干渉することはない（図１Ｂ−Ｂ断面図及び図１Ｃ部拡大図）。 When the inner ring 2, the inner ring 3, and the pair of outer rings 4 are installed in the housing 1 (that is, the hollow portion 13), the inner ring 2 is rotatably supported in the shaft hole 14. In addition, the inner ring 2 has an engagement protrusion 22 with one end face 22a facing one end plate 11a and the other end face 22b facing the axial end face of the notch 32 of the inner ring 3 so that the inner ring 2 is removed in the axial direction. Is prevented. Further, the engaging protrusion 22 is located on the radially inner side of the one outer ring 4, but the outer surface 22 d faces the inclined surface 42 (that is, the opposed conical surface 41), and the inclination of the outer surface 22 d in the longitudinal section and the opposed conical surface. Since the inclination of 41 is the same, the outer surface 22d and the opposing conical surface 41 do not interfere (FIG. 1B-B cross-sectional view and FIG. 1C part enlarged view).
更にまた、空洞部１３の軸方向長さは、内側リング３を一対の外側リング４で軸方向に挟み込んだ際の軸方向自然長（即ち円錐面３１と対向円錐面４１とが面接触するだけであって密着されていない状態の軸方向長さ）よりも短いため、一対の外側リング４の各々は端板１１ａによって軸方向内側に押圧され、円錐面３１と対向円錐面４１とは一定面積において所定の密着力で密着する。このとき、本発明のトルクリミッタにおいては、内側リング３と外側リング４とが「輪ばね」として知られるばね装置をなし、軸方向の荷重（即ち押圧）によって弾性的に内側リング３が縮径するとともに外側リング４が拡径する。これにより、円錐面３１と対向円錐面４１とにかかる応力が分散され、トルクリミッタの使用寿命を延ばすことができる。円錐面３１と対向円錐面４１との密着力（即ち内側リング３の円錐面３１と一対の外側リング４の対向円錐面４１との間の摩擦力）は押圧ねじ５により調整される。押圧ねじ５はハウジング１のハウジング１の端板１１ａの一方に形成された小孔１１ｆから挿通され、外側リング４に軸方向の荷重を加える。そして、内側リング３の円錐面３１と一対の外側リング４の対向円錐面４１との間の摩擦力は、押圧ねじ５を軸方向に進退させることにより調整される。 Furthermore, the axial length of the cavity 13 is such that the natural length in the axial direction when the inner ring 3 is sandwiched between the pair of outer rings 4 (that is, the conical surface 31 and the opposing conical surface 41 are in surface contact). Therefore, each of the pair of outer rings 4 is pressed inward in the axial direction by the end plate 11a, and the conical surface 31 and the opposing conical surface 41 have a certain area. In close contact with a predetermined contact strength. At this time, in the torque limiter of the present invention, the inner ring 3 and the outer ring 4 constitute a spring device known as a “ring spring”, and the inner ring 3 is elastically reduced in diameter by an axial load (ie, pressing). And the outer ring 4 is expanded in diameter. As a result, the stress applied to the conical surface 31 and the opposed conical surface 41 is dispersed, and the service life of the torque limiter can be extended. The contact force between the conical surface 31 and the opposed conical surface 41 (that is, the frictional force between the conical surface 31 of the inner ring 3 and the opposed conical surfaces 41 of the pair of outer rings 4) is adjusted by the pressing screw 5. The pressing screw 5 is inserted through a small hole 11 f formed in one end plate 11 a of the housing 1 of the housing 1, and applies an axial load to the outer ring 4. The frictional force between the conical surface 31 of the inner ring 3 and the opposing conical surfaces 41 of the pair of outer rings 4 is adjusted by moving the pressing screw 5 back and forth in the axial direction.
続いて、本発明のトルクリミッタの作動について、図１を参照して説明する。
内輪２とハウジング１とを相対的に回転させるトルクが所定値以下であれば、内輪２に係合された内側リング３の円錐面３１とハウジング１に係止された外側リング４の対向円錐面４１との間の摩擦力により、内輪２はハウジング１に対して回転しない。本発明のトルクリミッタでは、上述したとおり、内側リング３と外側リング４とは「輪ばね」として知られるばね装置をなしており、内側リング３と外側リング４とが軸方向の荷重により弾性変形し、内側リング３が縮径するとともに外側リング４が拡径している。この弾性変形に伴い、内側リング３の円錐面３１と外側リング４の対向円錐面４１との間には摩擦力が作用するが、その摩擦力は、内側リング３と外側リング４の軸方向の相対変位がごく少量であっても、非常に大きな値となる。そのため、本発明のトルクリミッタは、小型のものであったとしても、内輪２とハウジング１との間で大きなトルクの伝達が可能となり、例えば、各種の動力伝達系において、駆動モーター保護用のトルクリミッタに要するスペースを小さくすることができる。また、本発明のトルクリミッタでは、コイルばねを用いたトルクリミッタのように、コイルばねと内輪との間で発生させるものではないため、内側リング３と外側リング４とを相対的に回転するためのクリアランスを設定する必要がない。したがって、内輪２とハウジング１との間で回転（トルク）の伝達が行われているときは、内輪２とハウジング１とは常時一体化されていて、回転方向が切り換ってもバックラッシュが生じることはない。
一方、内輪２とハウジング１とを相対的に回転させる中心軸ｏの軸周りに所定値よりも大きい回転トルクが付加されると、内輪２と相対回転不能に係合された内側リング３の円錐面３１とハウジング１と相対回転不能に係合された外側リング４の対向円錐面４１との間の摩擦力に打ち勝ち、内輪２がハウジング１に対して回転する。本発明のトルクリミッタでは、内側リング３と外側リング４とが相対的に回転しているときは、コイルばねのように振動の生じることはないので、相対的回転に対する抵抗トルクは、変動の小さい安定したものとなる。
Next, the operation of the torque limiter of the present invention will be described with reference to FIG.
If the torque for relatively rotating the inner ring 2 and the housing 1 is equal to or less than a predetermined value, the conical surface 31 of the inner ring 3 engaged with the inner ring 2 and the opposite conical surface of the outer ring 4 locked to the housing 1 The inner ring 2 does not rotate with respect to the housing 1 due to the frictional force between the inner ring 41 and the terminal 41. In the torque limiter of the present invention, as described above, the inner ring 3 and the outer ring 4 constitute a spring device known as a “ring spring”, and the inner ring 3 and the outer ring 4 are elastically deformed by an axial load. The inner ring 3 is reduced in diameter and the outer ring 4 is increased in diameter. Along with this elastic deformation, a frictional force acts between the conical surface 31 of the inner ring 3 and the opposing conical surface 41 of the outer ring 4. The frictional force is in the axial direction of the inner ring 3 and the outer ring 4. Even if the relative displacement is very small, the value is very large. Therefore, even if the torque limiter of the present invention is small, it is possible to transmit a large torque between the inner ring 2 and the housing 1. For example, in various power transmission systems, a torque for protecting the drive motor The space required for the limiter can be reduced. Further, in the torque limiter of the present invention, unlike the torque limiter using a coil spring, it is not generated between the coil spring and the inner ring, so that the inner ring 3 and the outer ring 4 rotate relatively. There is no need to set the clearance. Therefore, when rotation (torque) is transmitted between the inner ring 2 and the housing 1, the inner ring 2 and the housing 1 are always integrated, and backlash does not occur even when the rotation direction is switched. It does not occur.
On the other hand, when a rotational torque larger than a predetermined value is applied around the central axis o that rotates the inner ring 2 and the housing 1 relatively, the cone of the inner ring 3 that is engaged with the inner ring 2 so as not to rotate relative to the inner ring 2. The inner ring 2 rotates relative to the housing 1 by overcoming the frictional force between the surface 31 and the opposing conical surface 41 of the outer ring 4 that is engaged with the housing 1 so as not to rotate relative to the housing 1. In the torque limiter of the present invention, when the inner ring 3 and the outer ring 4 are relatively rotated, vibration does not occur unlike the coil spring, so that the resistance torque with respect to the relative rotation has a small fluctuation. It will be stable.
次いで図７に基づき、本発明のトルクリミッタの変形例について説明する。
図７に示す第１の変形例のトルクリミッタは、図１の実施例のトルクリミッタにおいて、ハウジングを、軸方向の片側に端板１１ａ´が形成されるとともに軸方向の他側に開口１１ｄ´が設けられ、内部に収容空間が形成された筒状部１１´と、この筒状部１１´の開口１１ｄ´をシールドする蓋部１２´とを有するようにしたものであり、蓋部１２´には、外側リング４´を軸方向に押圧する押圧片１６´が形成されている。押圧片１６´は蓋部１２´の中央領域において軸方向に突出する円筒形状であり、その突出端面は平坦である。蓋部１２´における押圧片１６´の外周には周方向に間隔をおいて複数の小孔１１ｆ´が形成されていると共に筒状部１１´における開口１１ｄ´の外周には小孔１１ｆ´に対応する複数のねじ穴１１ｇ´が形成され、調整ねじ１１ｈ´が小孔１１ｆ´を通してねじ穴１１ｇ´に挿入される。これにより、調整ねじ１１ｈ´の締め代を調整して、蓋部１２´を軸方向に進退させることで内側リング３´の円錐面３１´と一対の外側リング４´の対向円錐面４１´との間の摩擦力が調整される。
Next, a modified example of the torque limiter of the present invention will be described with reference to FIG.
The torque limiter of the first modification shown in FIG. 7 is the same as the torque limiter of the embodiment of FIG. 1, except that the housing is formed with an end plate 11a 'on one side in the axial direction and an opening 11d' on the other side in the axial direction. And a lid portion 12 'that shields the opening 11d' of the tubular portion 11 '. Is formed with a pressing piece 16 'for pressing the outer ring 4' in the axial direction. The pressing piece 16 ′ has a cylindrical shape protruding in the axial direction in the central region of the lid 12 ′, and the protruding end surface is flat. A plurality of small holes 11f 'are formed in the outer periphery of the pressing piece 16' in the lid portion 12 'at intervals in the circumferential direction, and the outer periphery of the opening 11d' in the cylindrical portion 11 'is formed in the small hole 11f'. A plurality of corresponding screw holes 11g ′ are formed, and the adjusting screw 11h ′ is inserted into the screw hole 11g ′ through the small hole 11f ′. Accordingly, the tightening margin of the adjusting screw 11h ′ is adjusted, and the conical surface 31 ′ of the inner ring 3 ′ and the opposing conical surfaces 41 ′ of the pair of outer rings 4 ′ are moved forward and backward in the axial direction. The frictional force between is adjusted.
更に次いで図８に基づき、本発明のトルクリミッタの更なる変形例について説明する。
図８に示す第２の変形例のトルクリミッタは、図７に示す第１の変形例のトルクリミッタにおいて、内側リング及び外側リングを更にもう１つずつ追加したものである。追加した内側リングを番号３ａ、外側リングを番号４ａとして夫々示す。内側リング３ａが追加されたことで、内輪２の軸部２１の外周面には、内側リング３ａと係合してこれを内輪２に対して相対回転不能に係合せしめるもう一つの係合突部２２ａが設けられている。係合突部２２ａは係合突部２２と軸方向に所定の間隔をおいて設けられている。外側リング４ａは、一対の傾斜面４２ａが内側リング３及び３ａの円錐面３１及び３１ａと対向して当接すると共に、一対の外側リング４の間において軸方向に所定の間隔をおいて設置される。外側リング４ａは、ハウジングの外周面に形成された径方向に延びる２個の直線状の長孔１７ａに挿通されたロックピン１８ａの先端部と切欠き４３ａとを係合させることで、ハウジングと相対回転不能に係合される。このように、内側リング及び外側リングの数を増大させることにより、内側リングの円錐面と外側リングの対向円錐面との間での摩擦力を増大せしめることが可能となる。
Next, referring to FIG. 8, a further modification of the torque limiter of the present invention will be described.
The torque limiter of the second modification shown in FIG. 8 is obtained by adding one more inner ring and one outer ring to the torque limiter of the first modification shown in FIG. The added inner ring is shown as number 3a, and the outer ring is shown as number 4a. With the addition of the inner ring 3 a, another engagement protrusion that engages with the inner ring 3 a and engages the inner ring 2 so as not to rotate relative to the outer peripheral surface of the shaft portion 21 of the inner ring 2. A portion 22a is provided. The engaging protrusion 22a is provided at a predetermined interval in the axial direction from the engaging protrusion 22a. In the outer ring 4a, a pair of inclined surfaces 42a abuts against the conical surfaces 31 and 31a of the inner rings 3 and 3a, and is disposed between the pair of outer rings 4 at a predetermined interval in the axial direction. . The outer ring 4a is engaged with the housing by engaging the front end of the lock pin 18a inserted into two linear elongated holes 17a formed in the outer peripheral surface of the housing and the notch 43a. Engage in a relatively non-rotatable manner. Thus, by increasing the number of inner and outer rings, it is possible to increase the frictional force between the conical surface of the inner ring and the opposing conical surface of the outer ring.
以上、本発明のトルクリミッタの好適実施形態について詳述した。上記の実施形態においては、ハウジングに形成された係止手段は係止突起であって、外側リングに形成された被係止手段は切欠きであったが、切欠きと係止突起とを逆にすることは勿論のこと、その他適宜の手段でハウジングに外側リングを固定することができる。 The preferred embodiment of the torque limiter of the present invention has been described in detail above. In the above embodiment, the locking means formed on the housing is a locking projection, and the locked means formed on the outer ring is a notch, but the notch and the locking projection are reversed. Of course, the outer ring can be fixed to the housing by other appropriate means.
１：ハウジング
１１：第１ハウジング部
１２：第２ハウジング部
２：内輪
３：内側リング
３１：円錐面
４：外側リング
４１：対向円錐面
５：押圧ねじ
1: Housing 11: First housing portion 12: Second housing portion 2: Inner ring 3: Inner ring 31: Conical surface 4: Outer ring 41: Opposing conical surface 5: Press screw
Claims (7)
前記内輪と前記内側リングとが相対回転不能に係合されるとともに、前記一対の外側リングと前記ハウジングとが相対回転不能に係合され、
前記内側リングの外周面には、軸方向中央の断面の径が最大で両端部に向けて断面の径が減少する一対の円錐面が形成され、前記一対の外側リングの内周面には、前記内側リングの円錐面と当接して軸方向に押圧する対向円錐面がそれぞれ形成されており、
前記内輪と前記ハウジングとの間に所定値以上の回転トルクが付加されたときは、前記内側リングの円錐面と前記一対の外側リングの対向円錐面との間の摩擦力に抗して、前記内輪と前記ハウジングとが相対的に回転することを特徴とするトルクリミッタ。 A shaft-shaped inner ring, an inner ring surrounding the inner ring, and a pair of outer rings respectively disposed on both sides of the inner ring are installed in the housing so as to have a common central axis,
The inner ring and the inner ring are engaged so as not to rotate relative to each other, and the pair of outer rings and the housing are engaged so as not to rotate relative to each other.
On the outer peripheral surface of the inner ring, a pair of conical surfaces are formed in which the diameter of the cross section at the center in the axial direction is the maximum and the diameter of the cross section decreases toward both ends, and the inner peripheral surfaces of the pair of outer rings are Opposing conical surfaces that contact the conical surface of the inner ring and press in the axial direction are formed, respectively.
When a rotational torque of a predetermined value or more is applied between the inner ring and the housing, the friction force between the conical surface of the inner ring and the opposing conical surfaces of the pair of outer rings is A torque limiter, wherein an inner ring and the housing rotate relatively.
前記第１ハウジング部は、軸方向両側にそれぞれ設置され一部が切り欠かれた円板形状をなす端板と、前記端板を軸方向に相互に接続し、内部に収容空間が形成されるとともに片側が開口された側面部とを有し、
前記第２ハウジング部は、前記第１ハウジング部の端板の切り欠かれた部分に嵌り合う嵌め込み部と、側面部の開口をシールドする蓋部とを有する請求項１に記載のトルクリミッタ。 The housing is divided into a first housing part and a second housing part,
The first housing part is disposed on both sides in the axial direction and is connected to each other in the axial direction by an end plate having a disc shape with a part cut away, and an accommodation space is formed inside. And having a side surface opened on one side,
2. The torque limiter according to claim 1, wherein the second housing portion includes a fitting portion that fits into a notched portion of the end plate of the first housing portion, and a lid portion that shields the opening of the side surface portion.
前記第２ハウジング部が、係合用の突起部及び穴部により、前記第１ハウジング部に弾性を利用して係合される請求項２に記載のトルクリミッタ。 The first housing part is formed of a metal material, and the second housing part is formed of a synthetic resin material,
The torque limiter according to claim 2, wherein the second housing part is engaged with the first housing part using elasticity by an engaging protrusion and a hole.
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE846346C (en) * | 1936-11-16 | 1952-08-11 | Andre Victor Leon Cleme Debrie | Friction slip clutch for driving a body sitting loosely on a driving shaft by means of friction generated by its radial weight pressure |
| JPS56156525A (en) * | 1980-04-10 | 1981-12-03 | Bosch Gmbh Robert | Clutch for rotatable member |
| JPH10213152A (en) * | 1997-01-23 | 1998-08-11 | Moog Inc | Friction sliding clutch device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1942512A (en) * | 1933-02-16 | 1934-01-09 | Arthur L Lee | Torque limiting coupling |
| EP2453795B1 (en) * | 2009-07-14 | 2017-09-20 | Roche Diabetes Care GmbH | Analytical tester with slip clutch |
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-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE846346C (en) * | 1936-11-16 | 1952-08-11 | Andre Victor Leon Cleme Debrie | Friction slip clutch for driving a body sitting loosely on a driving shaft by means of friction generated by its radial weight pressure |
| JPS56156525A (en) * | 1980-04-10 | 1981-12-03 | Bosch Gmbh Robert | Clutch for rotatable member |
| JPH10213152A (en) * | 1997-01-23 | 1998-08-11 | Moog Inc | Friction sliding clutch device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022254916A1 (en) | 2021-06-02 | 2022-12-08 | 株式会社オリジン | Torque hinge with clutch mechanism |
| KR20240010032A (en) | 2021-06-02 | 2024-01-23 | 가부시키가이샤 오리진 | Torque hinge with clutch mechanism |
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