JP4420727B2 - Torque transmission mechanism - Google Patents
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Description
この発明は、トルクリミッタ、トルクヒンジのようなトルク伝達機構、特に多角形コイルを利用した新規な考え方のトルク伝達機構に関する。
The present invention relates to a torque transmission mechanism such as a torque limiter and a torque hinge, and more particularly to a novel concept torque transmission mechanism using a polygonal coil.
従来の一般的なトルクヒンジ又はトルクリミッタとしては、コイルバネを用いたもの、あるいはシャフトの周りに板バネを巻付けたトルクリミッタ又はトルクヒンジなど種々のものが提案されている。複数巻いた巻線からなるコイルバネを用いたものは、例えば、コイルバネの一端に設けたフック部を外輪部材の係止部に係止させ、コイルバネで内輪部材又は内輪部材となるシャフト部材を締め付けたり、緩めたりするものであり、比較的回転トルクの小さなトルクヒンジ又はトルクリミッタに適している(例えば、特許文献1参照)。また、シャフト部材の周りに板バネを巻付けたものとしては、板バネの中央部を丸めてシャフト部材の挿入孔を形成し、その挿入孔を狭めてシャフト部材を締め付け、回転トルクを発生させる双方向トルクヒンジ又はトルクリミッタもある(例えば、特許文献2参照)。さらに、シャフト部材の外周面にバネ部材を摩擦接触させてなるものとしては、弾性に富む材料からなる正6角形のバネ部材で内輪部材となるシャフト部材を締め付け、回転トルクを発生させる双方向性のトルクヒンジ又はトルクリミッタがある(例えば、特許文献3参照)。
しかし、特許文献1の発明のように、コイルバネを用い、そのコイルバネの巻締めを利用して回転トルクを生じるトルクリミッタにおいては、必ずコイルバネの一端部にフック部を設けてそのフック部を外輪部材又は内輪部材の係止溝に係止させる係止工程が必要になること、回転トルクを大きなものにすると、フック部がちぎれてしまうこと、コイルバネの巻締め作用を利用しているのでフック部が必要であり、フック部があるために構造的な遊びが生じること、安定な回転トルクを得ることができないこと、小型で高回転トルクのトルクリミッタを得ることができないことなどの課題がある。 However, as in the invention of Patent Document 1, in a torque limiter that uses a coil spring and generates a rotational torque by using the coil spring, the hook is always provided at one end of the coil spring, and the hook is used as an outer ring member. Alternatively, a locking step for locking in the locking groove of the inner ring member is necessary, and if the rotational torque is increased, the hook portion is torn off, and the coil spring is used to wind the hook portion. This is necessary, and there are problems such as occurrence of structural play due to the hook portion, inability to obtain a stable rotational torque, and inability to obtain a torque limiter with a small size and high rotational torque.
また、特許文献2に開示されている発明のような、板バネの中央部を丸めてシャフト部材の挿入孔を形成し、その挿入孔をビスなどによって狭めてシャフトを締め付け、回転トルクを発生させるトルクヒンジ又はトルクリミッタでは、小型化が難しいということ、取り付け方によって設計通りの回転トルクが得られなかったり、取付け方向によってはそれぞれの回転方向のトルクが大きく異なってしまうなどの課題がある。
Further, as in the invention disclosed in
特許文献3に開示されている発明のような、弾性に富む材料からなる閉じた正6角形(多角形)のバネ部材で内輪となるシャフトを締め付け、回転トルクを発生させる双方向性のトルクヒンジ又はトルクリミッタでは、小型化が難しいということ、小型で大きな回転トルクを得ることはできないこと、必要なトルクを得るために厳密な部品管理を行わなければならないこと、及び安定した回転トルクを得ることができないなどの課題がある。
A bi-directional torque hinge that generates a rotational torque by tightening a shaft as an inner ring with a closed regular hexagonal (polygonal) spring member made of a material rich in elasticity, such as the invention disclosed in
したがって、本発明は、上述のような従来の課題を解決することを目的とし、安定した比較的大きな回転トルクを発生し得るトルク発生構造を有する、小型化が可能な信頼性の高いトルクリミッタ又はトルクヒンジのようなトルク伝達機構を提供するところに特徴がある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and to have a torque generating structure capable of generating a stable and relatively large rotational torque and having a highly reliable torque limiter capable of being downsized. It is characterized in that a torque transmission mechanism such as a torque hinge is provided.
前述の課題を解決するために、第1の発明は、外側部材と、該外側部材に挿着されている螺旋状中間部材と、該螺旋状中間部材に圧入されている内側部材とからなるトルク伝達機構において、前記螺旋状中間部材は2ターン以上の巻数の巻線を有する正多角形コイルであって、両端が自由端となっており、前記外側部材は、前記正多角形コイルの外形に適合する正多角形内周面により形成される正多角形空間を有し、前記正多角形コイルの外角部のそれぞれは、前記外側部材の前記正多角形内周面の各内角部に位置し、前記内側部材が前記正多角形コイルに圧入されるとき、及び前記内側部材と前記外側部材との間で回転力が伝達される際、前記正多角形コイルの外角部が前記外側部材の前記内角部に係止されて、前記正多角形コイルの前記巻線の巻き戻りを抑止することを特徴とするトルク伝達機構を提供する。
In order to solve the above-mentioned problem, the first invention is a torque comprising an outer member, a spiral intermediate member inserted into the outer member, and an inner member press-fitted into the spiral intermediate member. In the transmission mechanism, the spiral intermediate member is a regular polygonal coil having windings of two or more turns, and both ends are free ends, and the outer member has an outer shape of the regular polygonal coil. A regular polygon space formed by a conforming regular polygon inner peripheral surface, and each outer corner portion of the regular polygon coil is located at each inner corner portion of the regular polygon inner peripheral surface of the outer member. When the inner member is press-fitted into the regular polygon coil and when a rotational force is transmitted between the inner member and the outer member, the outer corner portion of the regular polygon coil is the outer member of the outer member. Locked to the inner corner, the regular polygon coil Providing a torque transmission mechanism, characterized in that to prevent the unwinding of the line.
第2の発明は、前記第1の発明において、前記正多角形コイルは、互いに逆方向に巻かれた複数ターンの巻数を有する巻線からなり、前記内側部材にかかる捩じり力を相殺することを特徴とするトルク伝達機構を提供する。
In a second aspect based on the first aspect, the regular polygonal coil is composed of a winding having a plurality of turns wound in opposite directions, and cancels the torsional force applied to the inner member. A torque transmission mechanism is provided.
第3の発明は、前記第1の発明において、互いに同一方向に巻かれた複数ターンの巻数を有する巻線からなる複数のコイルで構成されることを特徴とするトルク伝達機構を提供する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the torque transmission mechanism according to the first aspect, wherein the torque transmission mechanism is composed of a plurality of coils each having a plurality of turns wound in the same direction.
前記第4の発明は、前記第1の発明ないし前記第3の発明のいずれかにおいて、前記トルク伝達機構は、トルクリミッタ、トルクヒンジ、ダンパのいずれか、又はこれらの組み合わせであることを特徴とするトルク伝達機構を提供する。
The fourth invention is characterized in that in any one of the first invention to the third invention, the torque transmission mechanism is any one of a torque limiter, a torque hinge, a damper, or a combination thereof. A torque transmission mechanism is provided.
前記第1の発明によれば、製造し易く、しかも小型で安定した大きな回転トルクを発生し得るトルク発生構造を有する、小型化の可能な信頼性の高いトルクリミッタ又はトルクヒンジのようなトルク伝達機構を提供することができる。また、螺旋状中間部材の巻数を調整することによって、所望の大きさのトルクを得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, a torque transmission such as a torque limiter or a torque hinge that can be reduced in size and has a torque generating structure that is easy to manufacture and that can generate a large rotational torque that is small and stable. A mechanism can be provided. Moreover, a torque of a desired magnitude can be obtained by adjusting the number of turns of the spiral intermediate member.
前記第2の発明によれば、螺旋状中間部材によって内側部材を傾斜しないように支持することによって、外側部材に対して内側部材をほぼ真っ直ぐに保持できるトルク伝達機構を提供することができる。前記第3の発明によれば、より大きな安定した回転トルクを呈するトルク伝達機構を得ることができることができる。前記第4の発明によれば、トルクリミッタ、双方向トルクヒンジ又は一方向トルクヒンジのようなトルク伝達機構を得ることができる。
According to the second invention, it is possible to provide a torque transmission mechanism that can hold the inner member substantially straight with respect to the outer member by supporting the inner member so as not to be inclined by the spiral intermediate member. According to the third aspect of the present invention, a torque transmission mechanism that exhibits a larger and stable rotational torque can be obtained. According to the fourth aspect, a torque transmission mechanism such as a torque limiter, a bidirectional torque hinge, or a one-way torque hinge can be obtained.
先ず、本発明を実施するための最良の形態である実施形態1のトルク伝達機構100について説明する。
[実施形態1]
図1ないし図3により本発明に係る実施形態1のトルク伝達機構100について説明する。図1は、トルクリミッタ又はトルクヒンジとして用いるのに好適なトルク発生構造を有するトルク伝達機構100を構成する部品を斜めから見た図面を示す。図2(A)は、トルク伝達機構100を正面から見た図面であり、図2(B)は図2(A)における切断線X−X’でトルク伝達機構100を切断した断面を示す図である。図3(A)、図3(B)はトルク伝達機構100を説明するための図面である。
First, the torque transmission mechanism 100 of Embodiment 1 which is the best mode for carrying out the present invention will be described.
[Embodiment 1]
A torque transmission mechanism 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of components constituting a torque transmission mechanism 100 having a torque generation structure suitable for use as a torque limiter or a torque hinge. 2A is a view of the torque transmission mechanism 100 as viewed from the front, and FIG. 2B is a view showing a cross section of the torque transmission mechanism 100 taken along a cutting line XX ′ in FIG. 2A. It is. 3A and 3B are diagrams for explaining the torque transmission mechanism 100. FIG.
先ず、図1に示すトルク伝達機構100は、金属材料又は合成樹脂材料などからなる正5角形内周面を有する外側部材1と、外側部材1の正5角形内周面によって形成される正5角形空間1Aに挿入又は挿着され、1ターンを越える、好ましくは2ターン以上の巻数を有する巻線からなる正5角形コイルで形成される多角形の螺旋状中間部材2、及び円筒状内輪部材又は円柱状のシャフト部材のようなもの、あるいは内輪部材にシャフト部材を圧入したものからなる内側部材3で構成されるトルク発生構造を有する。トルク伝達機構100では、正5角形空間1Aの各内角部1aが後述する係止部となり、多角形の螺旋状中間部材2の外角部2aが後述する巻き戻り抑止部となる。
First, the torque transmission mechanism 100 shown in FIG. 1 is formed by an outer member 1 having a regular pentagonal inner peripheral surface made of a metal material or a synthetic resin material, and a regular pentagonal inner peripheral surface of the outer member 1. Polygonal spiral
外側部材1は、ハウジングを兼ねるものであり、多角形の螺旋状中間部材2の外形に適合する内周面を有する正5角形空間1Aを有する。外郭は任意の形状でよく、図示しない取付け孔を有したり、又はギヤ形状又はプーリー形状をしたものなどであってもよい。外側部材1の五つの各内角部1aは、後述する多角形の螺旋状中間部材2の各外角部2aを規制して、多角形の螺旋状中間部材2が外側部材1の正5角形空間1Aに挿着されたときの外側部材1における正5角形内周面の各内角部1a又はその近傍に、多角形の螺旋状中間部材2のすべての外角部2aをそれぞれ位置させる重要な働きを行う。この点については後で詳述するが、螺旋状中間部材2の外角部2aである巻き戻り抑止部は、外側部材1の五つの各内角部1aである係止部に係止される。なお、正5角形空間1Aの一方側は閉じられており、他方側は開いている。その開いている部分から螺旋状中間部材2が挿入される。その開いている部分は、内側部材3を挿通させる中央孔を有する不図示のシールド部材(蓋)で閉じられる。
The outer member 1 also serves as a housing, and has a regular
多角形螺旋状中間部材2は、断面が四角形又は円形で、弾性を有する金属材料などからなる巻線を、内接円Zが断面円形の内側部材3の半径Rよりも所定値だけ小さい半径rになる(図3)ように、多角形状に巻いたコイルからなる。この実施形態の多角形の螺旋状中間部材2は、前記巻線を1ターンを越える、好ましくは2ターン以上の巻数で正5角形に巻いた正5角形コイルからなる。この状態では、巻線による五つの各外角部2aはそれぞれ一直線状にあり、紙面の表裏方向に揃っている、つまり紙面の表裏方向に対して垂直方向にある。多角形螺旋状中間部材2の各外角部2aを対応する外側部材1の五つの各内角に合わせて、多角形螺旋状中間部材2を外側部材1の正5角形空間1Aに挿着又は挿入する。正5角形コイルである多角形螺旋状中間部材2は巻き始めと巻き終わりとを有し、それらには従来のようなフック部は形成されておらず、どこにも係止されない自由端となっている。
The polygonal spiral
ここで、正5角形コイルからなる多角形の螺旋状中間部材2(この実施形態1では以後、正5角形コイルという。)が外側部材1に装着されていないフリーな状態で、正5角形コイル2内に内側部材3が圧入されると、内側部材3によって正5角形コイル2の内接円の直径rは内側部材3の直径Rに増大するので、正5角形コイル2の巻線は巻き戻され、したがって、各巻線のすべての外角部2aは順にずれて行く。つまり、外角部2aは紙面の表裏方向に対して斜め方向になる。このように巻線が巻戻されて、正5角形コイル2の直径が大きくなった場合には、正5角形コイル2と内側部材3との間には大きな回転トルクが生じないのは明らかである。
Here, in the free state in which the polygonal spiral
しかしながら、実施形態1のように、正5角形コイル2が外側部材1に微小の隙間で、特に、正5角形コイル2の各外角部2aが外側部材1の各内角部1aに対して微少な隙間で装着されている状態で、図2に示すように内側部材3が正5角形コイル2内に圧入されると、正5角形コイル2の内接円の直径rは内側部材3の直径Rになるので巻線は引っ張られるが、すべての外角部2aは外側部材1の正5角形内周面の各内角部1aによって規制され、実質的にずれることができない。つまり、正5角形コイル2の外角部2aである巻き戻り抑止部は、外側部材1における正5角形内周面の各内角部1aである係止部に係止されるので、各内角部である係止部に留まる。したがって、この実施形態の構造によれば、内側部材3を正5角形コイル2内に圧入するとき、正5角形コイル2を形成する巻線はその巻き方向に実質的に巻き戻されることは無いから、巻き戻しによって正5角形コイル2の径が大きくなることは無く、元の状態のままで内側部材3の圧入による放射外方向の力を受けるので、正5角形コイル2と内側部材3との間に安定した大きな回転トルク値を得ることができる。また、外角部2aである巻き戻し抑止部が外側部材1の正5角形の内角部1aに係止され、規制される構造になっているので、正5角形コイル2の巻線の両端がどこにも係止されていない自由端であっても良いことは明らかであり、従来のフック部は全く不要である。
However, as in the first embodiment, the regular
このことは、1枚の金属板で正5角形の中間部材を形成したものにほぼ匹敵する、又はそれ以上に大きな回転トルクを得ることができる。ここで、外側部材1は、正5角形空間1Aを形成する正5角形の内周面を備えると述べたが、好ましくは、内側部材3の圧入によって放射外方向に膨らむ正5角形コイル2部分を受け入れる凹部1Bを備える。この凹部1Bは、外側部材1の正5角形空間1Aを形成する正5角形の内周面を幾分放射外方向に広げるような傾斜、又は円弧形状などになっている。
This can obtain a rotational torque substantially equal to or higher than that obtained by forming a regular pentagonal intermediate member with a single metal plate. Here, it has been described that the outer member 1 has a regular pentagonal inner peripheral surface that forms a regular
この点、従来のように円形状のコイルを中間部材として用いた場合には、円形状の通常のコイルには角部が存在しないので、仮に、前述のような外側部材に円形状の通常のコイルを装着した状態で、前述のような内側部材を圧入してもコイルの巻線は内側部材に沿って巻き戻されるだけであり、安定した大きな回転トルクは得られないことは明らかである。また、円形状のコイルを外側部材に圧入できれば良いが、コイルを外側部材1内に圧入することは極めて難しく、いずれにせよフック部を設けて、外側部材1に係止しなければ、円形状のコイルは内側部材の圧入時に巻戻されてしてしまう。これらの点が、中間部材として正多角形コイルを用いた場合と、従来の円形状のコイルを用いた場合の大きな違いである。 In this regard, when a circular coil is used as an intermediate member as in the prior art, there is no corner in the circular normal coil. It is obvious that even if the inner member as described above is press-fitted with the coil mounted, the coil winding is merely rewound along the inner member, and a stable large rotational torque cannot be obtained. Further, it is only necessary that a circular coil can be press-fitted into the outer member, but it is extremely difficult to press-fit the coil into the outer member 1. This coil is unwound when the inner member is press-fitted. These points are the major differences between the case where a regular polygon coil is used as the intermediate member and the case where a conventional circular coil is used.
[実施形態2]
実施形態2については特に図示することはしない。図1、図2に示したように、実施形態1のトルク伝達機構100では、1個の正5角形コイルを螺旋状中間部材2として用いた。螺旋状中間部材2が1個の正5角形コイルで構成される場合にも、所望の回転トルクが得られ、回転トルクと言う面では満足できるが、螺旋状中間部材2が螺旋形状であるために、捩じる力も生じる。この捩じる力によって、内側部材3が傾斜せずに保持されたときの中心軸線に対して傾斜してしまうことがある。これを防ぐために、実施形態2の不図示のトルク伝達機構200では巻線の巻数が同一で、かつ巻き方向が逆である正5角形コイルを2個用いる。巻線の巻数が同一で、かつ巻き方向が逆である正5角形コイルを2個用いることによって、これら正5角形コイルに圧入された内側部材3にかかる捩じり力が互いに相殺されるので、内側部材3が本来の中心軸線に沿って保持され、傾斜することはない。
[Embodiment 2]
The second embodiment is not particularly illustrated. As shown in FIGS. 1 and 2, in the torque transmission mechanism 100 of the first embodiment, one regular pentagonal coil is used as the spiral
この変更例として、巻線の巻数が同一で、かつ巻き方向が逆である正5角形コイルを2個ずつ、つまり同数、複数個用いても前述と同様な効果が得られる。また、一方の正5角形コイルの巻数が2Nで、巻線の巻数がその半分のNで、かつ巻き方向が逆である正5角形コイルを2個用いても、互いの捩じり力を相殺することができるので、同様な効果を得ることができる。同様にして、コイルの巻数を変えたものを組み合わせても良い。 As an example of this change, the same effect as described above can be obtained even if two regular pentagonal coils having the same number of windings and opposite winding directions are used. Even if two regular pentagonal coils having two regular pentagonal coils with 2N turns, half the number of windings N, and opposite winding directions are used, the mutual torsional force is reduced. Since it can cancel, the same effect can be acquired. In the same manner, combinations with different numbers of coil turns may be combined.
[実施形態3]
実施形態3についても特に図示することはしない。実施形態3のトルク伝達機構300(不図示)では、一方向トルクヒンジを得るために、図1、図2に示したトルク伝達機構100における内側部材3として一方向クラッチを用いる。用いる一方向クラッチは、内輪部材(シャフト部材)と、楔形のポケットを複数個有する外輪部材と、楔形のポケットのそれぞれに装着される回転体とからなる周知の一般的な構造のものでよい。その回転体としては、ボールとローラのいずれであってもよい。一方向クラッチは、よく知られているように、前記回転体が楔形のポケット内でフリーな状態になる方向の回転の場合には空転し、前記回転体が楔形のポケット内で食い込む方向の回転の場合には外輪部材と内輪部材とが一体的になる。したがって、かかる一方向クラッチを用いてなるこの実施形態のトルク伝達機構は、一方向には空転し、他方向には所定の回転トルク値を呈する一方向トルクヒンジとなる。なお、一方向クラッチの構造を限定する必要は無く、前述とは別の構造の一方向クラッチを用いても、同様に一方向トルクヒンジを得ることができる。
[Embodiment 3]
The third embodiment is not particularly illustrated. In the torque transmission mechanism 300 (not shown) of the third embodiment, a one-way clutch is used as the
[実施形態4]
実施形態4のトルク伝達機構400についても特に図示することはしない。図1、図2に示した実施形態1のトルク伝達機構100のトルク発生構造では、多角形の螺旋状中間部材を用いているので、円筒状の内輪部材又は円柱状のシャフト部材との間に各角部による空間ができ、また、多角形の螺旋状中間部材の巻線と巻線との間にも適当な隙間が存在することになるので、トルク伝達機構400ではこれら空間、隙間にワニス又はグリースのような潤滑剤を充填している。これら空間、隙間にかなり多くの潤滑剤を充填できるので、このトルク伝達機構400の寿命を向上させることができ、信頼性の高いトルク伝達機構を得ることができる。
[Embodiment 4]
The torque transmission mechanism 400 of the fourth embodiment is not particularly illustrated. In the torque generation structure of the torque transmission mechanism 100 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, since a polygonal spiral intermediate member is used, it is between the cylindrical inner ring member or the columnar shaft member. Spaces are formed by the corners, and appropriate gaps exist between the windings of the polygonal spiral intermediate member. Therefore, in the torque transmission mechanism 400, varnishes are formed in these spaces and gaps. Or it is filled with a lubricant such as grease. Since a considerable amount of lubricant can be filled in these spaces and gaps, the life of the torque transmission mechanism 400 can be improved, and a highly reliable torque transmission mechanism can be obtained.
以上述べた実施形態では、多角形の螺旋状中間部材2として正5角形コイルを用いたが、正3角形コイル、正4角形コイル、正6角形コイル、正7角形コイルなどの多角形コイルであっても勿論よい。多角形の螺旋状中間部材2を用いることによって、通常の円形のコイルの場合とは違って、線で、つまり断面上で見れば点で多角形の螺旋状中間部材2と内側部材3とが接触するので、接触部分の力が均一化され、安定した回転トルクが得られる。
In the above mentioned embodiment has used the regular pentagon coil as helical
また、コイルの巻数が多くなると、その両端側に位置する巻線と内側部材3との間に発生する回転トルクに比べて、その中央部に位置する巻線と内側部材3との間に発生する回転トルクが小さくなる傾向があるので、例えば、必要な回転トルクを得るために、6ターン、あるいは9ターンのコイルが必要とされる場合、3ターンのコイルを2個又は3個用いた方が大きな回転トルクが得られ、多角形コイルの標準化もできる。つまり、螺旋状中間部材2の巻数をあまり多くしないで、巻数の比較的少ないコイルを複数個用いた方がより大きな回転トルクを得ることができる。
Further, when the number of turns of the coil increases, it is generated between the winding located at the center and the
[実施形態5]
以上の実施形態では、螺旋状中間部材として正多角形状のものを用いたが、この実施形態のトルク伝達機構500では、図4に示すように、巻き戻り抑止部2Aを有する円形状のコイルを用いているところに特徴がある。図4(A)は外側部材1を正面から見た図であり、図4(B)は螺旋状中間部材2を正面から見た図であり、図4(C)は螺旋状中間部材2を側面から見た図である。外側部材1は、螺旋状中間部材2の外郭に適合した円形状の空間部Sと3角形状の凹部である係止部Hとを有する。螺旋状中間部材2は、巻き戻り抑止部2Aが外側部材1の係止部Hに係止されるように、外側部材1に微少な間隙で装着される。螺旋状中間部材2は、断面が円形の前述のような金属線をほぼ6ターン巻いたものであり、巻き戻り抑止部2Aの頂部は前述のように一直線上にあって、高もほぼ同じである。なお、2bは巻線の巻き始め、又は巻き終わりを示している。
[Embodiment 5]
In the above embodiment, a regular polygonal member is used as the spiral intermediate member. However, in the torque transmission mechanism 500 of this embodiment, as shown in FIG. There is a feature in using. 4A is a view of the outer member 1 viewed from the front, FIG. 4B is a view of the spiral
かかる螺旋状中間部材2がフリーな状態で、不図示のシャフト部材が螺旋状中間部材2に圧入されると、前述のように、シャフト部材の直径が螺旋状中間部材2の直径よりも大きいので、シャフト部材の圧入によって螺旋状中間部材2の巻線は巻き戻されて、螺旋状中間部材2の直径はシャフト部材の直径と等しくなる。しかし、この実施形態5では、中間部材2の巻き戻り抑止部2Aが外側部材1の係止部Hに係止されているので、巻き戻り抑止部2Aの頂部はずれることがなく、最初のままの状態に近い状態で保持され、したがって、螺旋状中間部材2の巻線が巻き戻されることはないので、螺旋状中間部材2と不図示のシャフト部材との間に、前記の実施形態と同様に安定で大きな回転トルクを生ずることができる。なお、巻き戻り抑止部2Aをほぼ等間隔で2個以上設けても勿論よい。
When a shaft member (not shown) is press-fitted into the spiral
[実施形態6]
図5に、実施形態6のトルク伝達機構600(不図示)に用いられる螺旋状中間部材2の一例を示す。図5(A)は螺旋状中間部材2を形成する巻線2Dを示し、図5(B)は螺旋状中間部材2を正面から見た図を示し、図5(C)は螺旋状中間部材2を側面から見た図を示す。図5(A)に示すように、断面4角形の巻線2Dには予め凸部2dが一定間隔で形成されている。この間隔は、螺旋状中間部材2の円周に等しくなっているので、巻線2Dを螺旋状(スパイラル)に巻いたときに、それぞれの巻数の凸部2dは紙面表裏方向に1列に配列されて、巻き戻り抑止部2Aを形成する。図示しないが、外側部材は当然に螺旋状中間部材2を収納する空間を有し、また、前記実施形態と同様に、巻き戻り抑止部2Aを係止させる係止部を備えるものである。なお、図5では凸部2dと凸部2dとの間隔が螺旋状中間部材2の円周に等しい例について述べたが、螺旋状中間部材2の円周の1/2又は1/3など数分の一ごとに設け、螺旋状中間部材2の複数箇所に巻き戻り抑止部2Aを設けても勿論よい。この場合には、図示しない外側部材も当然に螺旋状中間部材2の巻き戻り抑止部2Aに合致する位置に複数の係止部を有することになる。なお、2bは巻線の巻き始め、又は巻き終わりである。
[Embodiment 6]
FIG. 5 shows an example of the spiral
実施形態5、実施形態6についても、内側部材として前述のような一方向クラッチを用いれば、前述と同様な一方向トルクヒンジを容易に得ることができる。また、実施形態4と同様に、螺旋状中間部材2と内側部材3との間の空隙などに潤滑剤を注入したり、互いに逆巻のコイルを用いたり、同方向に巻いたコイルを複数用いても勿論よい。さらにまた、内側部材の一部分を切断除去して、断面円形であったものを、その一部分を非円弧状にすることによって、特別なラッチ機構を付加することなく、ラッチ作用を付与することが可能になる。つまり、非円弧状の部分から脱出するには、通常の回転トルク値よりも大きなトルク値が必要になる。なお、内側部材は円筒状の内輪部材、あるいは円柱状のシャフト部材、又はこれらの組み合わせ、若しくは一方向クラッチである。
Also in Embodiments 5 and 6, if the above-described one-way clutch is used as the inner member, a one-way torque hinge similar to the above can be easily obtained. Similarly to the fourth embodiment, a lubricant is injected into a gap between the spiral
本発明のトルク発生構造を有するトルク伝達機構によれば、内側部材がいずれの方向に回転しても、螺旋状中間部材2の巻線が緩むこと、つまりコイルの巻き戻しが起こらないので、双方向にほぼ均等な回転トルクを得ることができる。
According to the torque transmission mechanism having the torque generation structure of the present invention, the winding of the spiral
1・・・外側部材
1A・・・外側部材1の正5角形空間1A
2・・・螺旋状中間部材
2a・・・螺旋状中間部材2の角部
2b・・・螺旋状中間部材2の巻線2Dの巻き始め又は巻き終わり
2d・・・螺旋状中間部材2の巻線2Dの凸部
2A・・・螺旋状中間部材2の巻き戻り抑止部
3・・・内側部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
2 ... spiral
Claims (4)
前記螺旋状中間部材は2ターン以上の巻数の巻線を有する正多角形コイルであって、両端が自由端となっており、
前記外側部材は、前記正多角形コイルの外形に適合する正多角形内周面により形成される正多角形空間を有し、
前記正多角形コイルの外角部のそれぞれは、前記外側部材の前記正多角形内周面の各内角部に位置し、
前記内側部材が前記正多角形コイルに圧入されるとき、及び前記内側部材と前記外側部材との間で回転力が伝達される際、前記正多角形コイルの外角部が前記外側部材の前記内角部に係止されて、前記正多角形コイルの前記巻線の巻き戻りを抑止することを特徴とするトルク伝達機構。 In a torque transmission mechanism comprising an outer member, a spiral intermediate member inserted into the outer member, and an inner member press-fitted into the spiral intermediate member,
The spiral intermediate member is a regular polygonal coil having windings of two or more turns, and both ends are free ends,
The outer member has a regular polygon space formed by a regular polygon inner peripheral surface that conforms to the outer shape of the regular polygon coil,
Each of the outer corners of the regular polygon coil is located at each inner corner of the inner surface of the regular polygon of the outer member,
When the inner member is press-fitted into the regular polygon coil and when a rotational force is transmitted between the inner member and the outer member, the outer corner of the regular polygon coil is the inner angle of the outer member. A torque transmission mechanism, wherein the torque transmission mechanism is locked to a portion to suppress rewinding of the winding of the regular polygon coil .
前記正多角形コイルは、互いに逆方向に巻かれた複数ターンの巻数を有する巻線からなり、前記内側部材にかかる捩じり力を相殺することを特徴とするトルク伝達機構。 In claim 1 ,
The regular polygonal coil comprises a winding having a plurality of turns wound in opposite directions, and cancels the torsional force applied to the inner member.
前記正多角形コイルは、互いに同一方向に巻かれた複数ターンの巻数を有する巻線からなる複数のコイルで構成されることを特徴とするトルク伝達機構。 In claim 1,
The regular polygon coil is composed of a plurality of coils each having a number of turns of a plurality of turns wound in the same direction.
前記トルク伝達機構は、トルクリミッタ、トルクヒンジ、ダンパのいずれか、又はこれらの組み合わせであることを特徴とするトルク伝達機構。
In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The torque transmission mechanism is a torque limiter, a torque hinge, a damper, or a combination thereof.
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