JP6605253B2 - トレランスリング - Google Patents

Description

本発明は、トレランスリングに関する。

トレランスリングには、シャフトの外周面と同シャフトが挿入されるスリーブの内周面との間に弾性変形した状態で嵌合されることによってトルクリミッタの一部を構成するものがある。こうしたトレランスリングを用いたトルクリミッタでは、シャフトとスリーブとの間の伝達トルクがトレランスリングとシャフト及びスリーブとの間の最大摩擦力によって定まる許容値を超えた場合に、シャフトやスリーブとトレランスリングとの間に滑り回転が生じることにより、上記伝達トルクが許容値以下に制限される。

特許文献１には、こうしたトレランスリングの一例が開示されている。このトレランスリングでは、円筒状の本体部にその径方向の外側に隆起する複数の隆起部が形成されている。この複数の隆起部と本体部の径方向の内側に配置されるシャフト（モータ軸３４）との間には、トレランスリングに滑り回転が生じる際の摩耗を抑えるための潤滑油が貯留可能となっている。

特開２０１２−１９７９２７号公報

ところで、トレランスリングに繰り返し滑り回転が生じることによって発生する摩耗粉は、トレランスリングの複数の隆起部とシャフトとの間、すなわち隆起部の内部に溜まる。この隆起部の内部に溜まった摩耗粉の一部がシャフトやスリーブとトレランスリングとの間の滑り面に介在した状態でトレランスリングに滑り回転が生じると、摩耗粉によりトレランスリング又はシャフトやスリーブの滑り面が削られることで摩耗粉が発生し摩耗が促進され、ひいては摩耗粉の発生が助長されるおそれがある。

なお、このような課題は、シャフトとスリーブとの間の保持力が上記許容値を超えた場合に、シャフトやスリーブとトレランスリングとの間に軸方向の滑りが生じることにより、上記保持力が許容値以下に制限されるリミッタにおいても同様に存在する。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、摩耗を好適に抑えることのできるトレランスリングを提供することにある。

上記課題を解決するトレランスリングは、円筒状の本体部と、本体部の内周面から径方向の外側に向かって隆起する複数の隆起部とを有している。そして、このトレランスリングにおいて、複数の隆起部の少なくとも一つにおいて、当該隆起部と本体部の端部との間には、当該端部から延びて隆起部の内部に通じる凹部が設けられている。

その他、上記課題を解決するトレランスリングは、円筒状の本体部と、本体部の外周面から径方向の内側に向かって隆起する複数の隆起部とを有している。そして、このトレランスリングにおいて、複数の隆起部の少なくとも一つにおいて、当該隆起部と本体部の端部との間には、当該端部から延びて隆起部の内部に通じる凹部が設けられている。

これら構成によれば、隆起部の内部に通じる凹部を通じて潤滑油が隆起部の内部に流入するようになる。そして、このように流入した潤滑油が排出されるのに伴って、トレランスリングに繰り返し滑り回転が生じることによって生じる摩耗粉を隆起部の内部から排出させて隆起部の内部に溜まり難くすることができる。これにより、トレランスリングに滑り回転が生じる場合、シャフトやスリーブとトレランスリングとの間の滑り面に介在する摩耗粉を少なくすることができるため、更なる摩耗粉の発生を抑えることができる。その結果、トレランスリングの摩耗を好適に抑えることができる。

こうした凹部の一例は、隆起部の一部を本体部の端部まで延ばした延長部の内壁により画成されるものあるいは、本体部の内周面又は外周面に設けられる場合に当該本体部の厚さよりも深さの浅い溝である。

また、上記トレランスリングにおいて、本体部の内周面及び外周面の少なくとも一方には、リン酸マンガン皮膜が設けられていることが望ましい。
上記構成によれば、トレランスリングの摩耗を更に抑えることができるため、トレランスリングの使用状態においてトルク許容値の低下を抑えることができる。なお、スリーブとトレランスリングとの間に滑り回転が生じる場合には、本体部の少なくとも外周面にリン酸マンガン皮膜を設けることが望ましい。一方、シャフトとトレランスリングとの間に滑り回転が生じる場合には、本体部の少なくとも内周面にリン酸マンガン皮膜を設けることが望ましい。

その他、トレランスリングは、円筒状の本体部と、本体部の内周面から径方向の外側及び本体部の外周面から径方向の内側のいずれか一方に向かって隆起する複数の隆起部とを有している。そして、このトレランスリングにおいて、本体部には、当該本体部の端部と隆起部との間を当該隆起部に至る態様で切り欠いた切り欠き部を設けるようにしてもよい。

上記構成によれば、隆起部の一部が切り欠き部により切り欠かれているため、その切り欠かれた部分を通じて潤滑油が隆起部の内部に流入するようになる。そして、このように流入した潤滑油が排出されるのに伴って、トレランスリングに繰り返し滑り回転が生じることによって生じる摩耗粉を隆起部の内部から排出させて隆起部の内部に溜まり難くすることができる。これにより、トレランスリングに滑り回転が生じる場合、シャフトやスリーブとトレランスリングとの間の滑り面に介在する摩耗粉を少なくすることができるため、更なる摩耗粉の発生を抑えることができる。その結果、トレランスリングの摩耗を好適に抑えることができる。

本発明によれば、トレランスリングの摩耗を好適に抑えることができる。

第１実施形態におけるトレランスリングを示す斜視図。 第１実施形態におけるトレランスリングについてその展開した状態を示す正面図。 図２のIII−III線断面図。 図２のIV−IV線断面図。 （ａ）は図２のV−V線断面図、（ｂ）は隆起部についてその径方向から視た場合の正面図。 トレランスリングが用いられるトルクリミッタを示す断面図。 トレランスリングの特定隆起部近傍を示す断面図。 （ａ）は第２実施形態におけるトレランスリングについてその展開した状態を示す正面図、（ｂ）は第２実施形態におけるトレランスリングについてその矢視Ａ方向からみた図。 （ａ）は第３実施形態におけるトレランスリングについてその展開した状態を示す正面図、（ｂ）は第３実施形態におけるトレランスリングについてその矢視Ｂ方向からみた図。 別例におけるトレランスリングを示す斜視図。 別例におけるトレランスリングを示す斜視図。 別例におけるトレランスリングを示す斜視図。 別例におけるトレランスリングを示す斜視図。 別例におけるトレランスリングについてその展開した状態を示す正面図。 別例におけるトレランスリングについてその展開した状態を示す正面図。 別例におけるトレランスリングについてその展開した状態を示す正面図。

（第１実施形態）
以下、トレランスリングの第１実施形態を説明する。
図１に示すように、トレランスリング１０は、円筒状の本体部１１を備える。本体部１１は、長辺及び短辺を有する矩形状の金属板を円筒状に湾曲させて形成されている。本体部１１は、本体部１１の周方向で対向する一対の端部１３の間に形成され、同本体部１１の軸方向に沿って延びる直線状の隙間である合口部１２を有する。

なお、以下の説明において、「軸方向」は本体部１１の軸方向を意味し、「径方向」は「軸方向」に直交する方向を意味し、「周方向」は「軸方向」を中心とした回転方向を意味する。

図１及び図２に示すように、本体部１１には、当該本体部１１の内周面から径方向の外側に隆起する複数の隆起部１４が設けられている。それぞれの隆起部１４は、径方向視においてその外形が長辺及び短辺を有する矩形状をなし、その長手方向と本体部１１の軸方向とが一致している。複数の隆起部１４は、本体部１１の周方向に沿って一列に並設されている。

また、合口部１２の近傍では、その他の部位に比べて隆起部１４と隆起部１４との間隔が短い。すなわち、合口部１２を構成する一方の端部１３から数えて６つ目から９つ目までの隆起部１４は、周方向に間隔をあけて設けられている。これに対し、合口部１２を構成する両端部１３からそれぞれ数えて１つ目から５つ目までの隆起部１４は、周方向に間隔をあけることなく連続的に設けられている。これにより合口部１２の近傍における本体部１１の剛性が高められている。

ここで、隆起部１４について詳しく説明する。
図３及び図４に示すように、隆起部１４は、当該隆起部１４の隆起の起点となる起点部位１５を有する。起点部位１５は、径方向視における隆起部１４の外郭辺を構成する。

また、隆起部１４は、当該隆起部１４における隆起の高さ、すなわち本体部１１の径方向における長さが最も長い部位及びその近傍の部位によって構成される頂部１６を有する。なお、複数の隆起部１４のうち、合口部１２に最も近接する一対の隆起部１４（以下、特にこの一対の隆起部を指すときは「合口隆起部」という）は、その頂部１６が合口部１２を構成する一対の端部１３によって形成されている。このため、合口隆起部は、他の隆起部１４よりもその大きさが小さく、他の隆起部１４を頂部１６に沿って分割した一つの大きさ及び形状とほぼ等しい。

また、隆起部１４は、起点部位１５と頂部１６との間の部分である立ち上がり部１７を有する。立ち上がり部１７は、起点部位１５から頂部１６に向かって径方向外側に緩やかに傾斜している。隆起部１４の径方向の内側の内部には、起点部位１５と頂部１６と立ち上がり部１７の内壁によりくぼみＳが画成されている。

図１及び図２に示すように、複数の隆起部１４のうち、合口隆起部を除いた他の隆起部１４には、隆起部１４の一部を本体部１１の軸方向の両側の端部１１ａまで直線状に延ばした延長部１８が設けられている。以下、複数の隆起部１４のうち、この延長部１８が設けられた隆起部１４を合口隆起部と区別するときは特定隆起部という。こうした延長部１８は、本体部１１の軸方向における特定隆起部の両端部から延びている。

図３及び図４それぞれの拡大図に示すように、延長部１８の径方向の内側、すなわち本体部１１の内周面には、その内壁により本体部１１の板厚に関係なく、同等であってもよいしそれより深い深さでも浅い深さであってもよい凹部１８ａが形成される。凹部１８ａは、本体部１１の両側の端部１１ａから直線状に延びて隆起部１４の内部、すなわちくぼみＳに通じている。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、延長部１８は、特定隆起部の起点部位１５における短辺端部１９及び長辺端部２０のうち、本体部１１の軸方向において対向する短辺端部１９から延びている。延長部１８は、本体部１１において、立ち上がり部１７の途中の部位から延びている。すなわち、くぼみＳと延長部１８の径方向の内側の凹部１８ａとは互いに連通している。

また、図３及び図４の拡大図に示すように、本体部１１の径方向の内側及び外側の内周面及び外周面のそれぞれには、耐摩耗皮膜処理の一種であるリン酸マンガン皮膜処理が施されている。

リン酸マンガン皮膜処理では、処理前の本体部１１の内周面及び外周面の油分を取り除く脱脂工程が行われる。次に、脱脂工程を経た本体部１１の内周面及び外周面に細かな凸凹を形成する表面調整工程が行われる。次に、表面調整工程を経た本体部１１の内周面及び外周面に所定厚さのリン酸マンガン皮膜層を形成する皮膜形成工程が行われる。次に、皮膜形成工程を経た本体部１１を乾燥させてその内周面及び外周面にリン酸マンガン皮膜層を定着させる熱処理であるベーキング工程が行われる。なお、ベーキング工程は必須ではない。次に、ベーキング処理工程を経た本体部１１の内周面及び外周面に防錆油を塗布する防錆塗布工程が行われる。上記各工程を経た本体部１１の内周面及び外周面には、多孔質なリン酸マンガンの結晶体からなるリン酸マンガン皮膜ＦＬが形成される。

以下、本実施形態のトレランスリング１０の作用を説明する。
図６に示すように、トレランスリング１０は、シャフト３０の外周面と同シャフト３０が挿入されるスリーブ４０の内周面との間に弾性変形した状態で嵌合されることによってトルクリミッタの一部を構成する。この場合、隆起部１４の頂部１６は、スリーブ４０の内周面に当接している。一方、隆起部１４のうち、特定隆起部の延長部１８は、スリーブ４０の内周面に当接していない。

そして、図７に示すように、トレランスリング１０が嵌合されているシャフト３０の外周面とスリーブ４０の内周面との間において、潤滑油Ｌｂは、トレランスリング１０の本体部１１の両側の端部１１ａから延長部１８の凹部１８ａを通じた特定隆起部の内外への流入及び排出が可能となっている。

ここで、トレランスリング１０とシャフト３０との間において、トレランスリング１０に繰り返し滑り回転が生じる場合には、トレランスリング１０とシャフト３０の外周面との間、特に特定隆起部の内部（くぼみＳ）にトレランスリング１０に繰り返し滑り回転が生じることによって生じる摩耗粉Ｄが溜まりやすい。

しかし、こうした摩耗粉Ｄは、凹部１８ａを通じて潤滑油Ｌｂが特定隆起部の内外に流入及び排出される過程において、特定隆起部の内側から、例えば特定隆起部の外側へと排出される。

このように特定隆起部の内部に流入した潤滑油が排出されるのに伴って、トレランスリング１０に繰り返し滑り回転が生じることによって生じる摩耗粉を特定隆起部の内部から排出させて特定隆起部の内部に溜まり難くすることができる。これにより、トレランスリング１０に滑り回転が生じる場合、シャフト３０やスリーブ４０とトレランスリング１０との間の滑り面に介在する摩耗粉を少なくすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に示す効果を奏することができる。
（１）特定隆起部に設けられた凹部１８ａを通じて特定隆起部の内外に流入及び排出させる潤滑油により、トレランスリング１０に繰り返し滑り回転が生じることによって生じる摩耗粉を特定隆起部の内部から排出させて特定隆起部の内部に溜まり難くすることができる。これにより、更なる摩耗粉の発生を抑えることができるため、トレランスリングの摩耗を好適に抑えることができる。

（２）本体部１１の内周面及び外周面には、リン酸マンガン皮膜ＦＬが設けられている。これにより、トレランスリング１０の摩耗を更に抑えることができるため、トレランスリング１０の使用状態においてトルク許容値の低下を抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、トレランスリングの第２実施形態について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成などは、同一の符号を付すなどして、その重複する説明を省略する。

図８（ａ）に示すように、本体部１１の径方向の内周面には、当該本体部１１の両側の端部１１ａから直線状に延びて隆起部１４の内部、すなわちくぼみＳに通じる溝２１が設けられている。本実施形態では、複数の隆起部１４のうち、この溝２１が内部に通じる隆起部１４を特定隆起部という。こうした溝２１は、本体部１１の軸方向において対向する短辺端部１９からくぼみＳに通じる。

図８（ｂ）に示すように、溝２１は、本体部１１の板厚ｈよりも深さの浅い溝である。そのため、本体部１１の径方向の外周面には、溝２１に対応する部位において本体部１１の径方向の外側に隆起する部位が存在しないこととなる。

以下、本実施形態のトレランスリング１０の作用を説明する。
トレランスリング１０がトルクリミッタの一部を構成する場合、トレランスリング１０に繰り返し滑り回転が生じることによって生じる摩耗粉Ｄは、溝２１を通じて潤滑油が特定隆起部の内外に流入及び排出される過程において、特定隆起部の内側から、例えば特定隆起部の外側へと排出される。

このように特定隆起部の内部に流入した潤滑油が排出されるのに伴って、トレランスリング１０に繰り返し滑り回転が生じることによって生じる摩耗粉を特定隆起部の内部から排出させて特定隆起部の内部に溜まり難くすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果（１），（２）に相当する効果を奏することができる。
（第３実施形態）
次に、トレランスリングの第３実施形態について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成などは、同一の符号を付すなどして、その重複する説明を省略する。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、本体部１１には、当該本体部１１の両側の端部１１ａから直線状に延びて隆起部１４の内部、すなわちくぼみＳにまで至るスリット状の切り欠き部２２が設けられている。本実施形態では、複数の隆起部１４のうち、この切り欠き部２２がくぼみＳにまで至る隆起部１４を特定隆起部という。こうした切り欠き部２２は、本体部１１の軸方向において対向する短辺端部１９からくぼみＳに通じる。切り欠き部２２において、特定隆起部の内部に通じる連通口２２ａは、本体部１１における立ち上がり部１７の途中の部位にまで至る。

以下、本実施形態のトレランスリング１０の作用を説明する。
トレランスリング１０がトルクリミッタの一部を構成する場合、トレランスリング１０に繰り返し滑り回転が生じることによって生じる摩耗粉Ｄは、切り欠き部２２（連通口２２ａ）を通じて潤滑油が特定隆起部の内外に流入及び排出される過程において、特定隆起部の内側から、例えば特定隆起部の外側へと排出される。

このように特定隆起部の内部に流入した潤滑油が排出されるのに伴って、トレランスリング１０に繰り返し滑り回転が生じることによって生じる摩耗粉を特定隆起部の内部から排出させて特定隆起部の内部に溜まり難くすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果（１），（２）に相当する効果を奏することができる。
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。

・スリーブ４０とトレランスリング１０との間に滑り回転が生じる場合には本体部１１の少なくとも外周面にリン酸マンガン皮膜ＦＬを設けていればよい。一方、シャフト３０とトレランスリング１０との間に滑り回転が生じる場合には本体部１１の少なくとも内周面にリン酸マンガン皮膜ＦＬを設けていればよい。

・各実施形態では、合口隆起部に対しても特定隆起部と同様にして合口隆起部の内部に通じる延長部（凹部）や溝や切り欠き部を設けるようにしてもよい。
・各実施形態において、特定隆起部に設ける延長部１８（凹部１８ａ）や溝２１や切り欠き部２２は、特定隆起部の軸方向の両側に設けるようにしたが、それぞれの片側については省略してもよい。また、特定隆起部として、片側の延長部１８（凹部１８ａ）や溝２１や切り欠き部２２を省略したものとそうでないものとが混在していてもよい。

・各実施形態では、合口隆起部を除く隆起部１４として、延長部１８（凹部１８ａ）や溝２１や切り欠き部２２が設けられるものと設けられないものとが混在していてもよい。
・各実施形態では、本体部１１の周方向に沿って複数の隆起部１４が並設される列を軸方向に２列や３列以上配置するようにしてもよい。また、こうした配置は、各別例においても同様に採用することができる。

・各実施形態や各別例において、図１０〜図１２に示すように、複数の隆起部１４は、本体部１１の外周面から径方向の内側に隆起するものであってもよい。この場合、トレランスリング１０がシャフト３０の外周面と同シャフト３０が挿入されるスリーブ４０の内周面との間に弾性変形した状態で嵌合されると、隆起部１４の頂部１６がスリーブ４０の内周面に当接している各実施形態に対して、隆起部１４の頂部１６はシャフト３０の外周面に当接している。ここで、トレランスリング１０とスリーブ４０との間において、トレランスリング１０に繰り返し滑り回転が生じる場合には、トレランスリング１０とスリーブ４０の内周面との間、特に特定隆起部の内部（くぼみＳ）にトレランスリング１０に繰り返し滑り回転が生じることによって生じる摩耗粉Ｄが溜まりやすい。しかし、こうした摩耗粉Ｄは、延長部１８（凹部１８ａ）や溝２１や切り欠き部２２を通じて潤滑油Ｌｂが特定隆起部の内外に流入及び排出される過程において、特定隆起部の内側から、例えば特定隆起部の外側へと排出される。このように、複数の隆起部１４は、本体部１１の径方向の内側に向かって隆起するものであっても、各実施形態や各別例同様の作用及び効果を奏する。

・第１実施形態では、図１３に示すように、延長部１８の軸方向の端部をその隆起する側に向かって切り欠いた切欠口２３を設けるようにしてもよい。これにより、トレランスリング１０の本体部１１の端部１１ａに近接して図示しない周辺部材が配置される場合であっても、潤滑油は切欠口２３を通じた特定隆起部の内外への流入及び排出が可能になる。

・第１実施形態では、図１４に示すように、隆起部１４の一部を本体部１１の周方向の端部１３まで直線状に延ばした延長部２４を設けるようにしてもよい。こうした延長部２４は、合口隆起部を合口部１２から離間して設けられるうえで、合口隆起部と本体部１１の周方向の端部１３との間に設けられる。なお、図１４では、本別例の構成の特徴が現れ易くするために各隆起部１４を周方向に所定間隔（図中、等間隔）をあけて配置している。そして、延長部２４の径方向の内側、すなわち本体部１１の内周面には、その内壁により本体部１１の板厚に関係なく、同等であってもよいしそれより深い深さでも浅い深さであってもよい凹部２４ａが形成される。凹部２４ａは、本体部１１の端部１３から直線状に延びて合口隆起部の内部、すなわちくぼみＳに通じている。なお、本体部１１の各端部１３に隣接しない合口隆起部を除く隆起部１４については、周方向に隣り合う隆起部１４と隆起部１４との間において、それぞれの内部と本体部１１の端部１３が連通するように延長部２４（凹部２４ａ）を周方向に延ばして設けるようにすればよい。また、本別例の延長部２４（凹部２４ａ）は、延長部１８（凹部１８ａ）と併用してもよい。また、本別例の延長部２４（凹部２４ａ）は、第２実施形態及び第３実施形態においても同様に採用することができるし、上述の複数の隆起部１４を本体部１１の径方向の内側に向かって隆起する構成等を採用する各別例にも同様に採用することができる。

・上記別例（図１４）において各隆起部１４を周方向に所定間隔（図中、等間隔）をあけて配置したが、こうした配置は、図１５に示すように、第１実施形態においても同様に採用することができる。また、こうした配置は、第２実施形態及び第３実施形態や各別例においても同様に採用することができる。

・第１実施形態では、図１６に示すように、本体部１１の周方向において隣り合う隆起部１４同士を軸方向に互い違いに配置することもできる。これによりトレランスリング１０とシャフト３０やスリーブ４０との間で面圧が作用する部位を軸方向に分散させ、トレランスリング１０の摩耗を低減することができる。また、こうした配置は、第２実施形態及び第３実施形態や各別例においても同様に採用することができる。

・上記各実施形態は、上記許容値を超えた場合に、シャフト３０やスリーブ４０とトレランスリング１０との間に滑り回転を生じるトルクリミッタへの適用例を示したが、保持力が上記許容値を超えた場合に、シャフト３０やスリーブ４０とトレランスリング１０との間に軸方向の滑りを生じるリミッタへの適用も可能である。

１０…トレランスリング、１１…本体部、１１ａ…端部、１２…合口部、１４…隆起部（特定隆起部、合口隆起部）、１８，２４…延長部、１８ａ，２４ａ…凹部、２１…溝、２２…切り欠き部、２２ａ…連通口、ＦＬ…リン酸マンガン皮膜、Ｓ…くぼみ（隆起部の内部）。

Claims (3)

1. 円筒状の本体部と、前記本体部の内周面から径方向の外側に向かって隆起する複数の隆起部とを有し、シャフトの外周面と前記シャフトが挿入されるスリーブの内周面との間に嵌合されるトレランスリングにおいて、
   前記複数の隆起部の少なくとも一つにおいて、当該隆起部と前記本体部の端部との間には、当該隆起部の一部を前記本体部の端部まで延ばした延長部が設けられ、前記隆起部の内部に通じる凹部が前記延長部の内壁により画成され、前記隆起部は前記スリーブの内周面に当接し、前記延長部は前記スリーブの内周面に当接しないように構成されており、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面との間にある潤滑油は、前記凹部を通じた前記隆起部の内外への流入及び排出が可能となっている
   ことを特徴とするトレランスリング。
2. 円筒状の本体部と、前記本体部の外周面から径方向の内側に向かって隆起する複数の隆起部とを有し、シャフトの外周面と前記シャフトが挿入されるスリーブの内周面との間に嵌合されるトレランスリングにおいて、
   前記複数の隆起部の少なくとも一つにおいて、当該隆起部と前記本体部の端部との間には、当該隆起部の一部を前記本体部の端部まで延ばした延長部が設けられ、前記隆起部の内部に通じる凹部が前記延長部の外壁により画成され、前記隆起部は前記シャフトの外周面に当接し、前記延長部は前記シャフトの外周面に当接しないように構成されており、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面との間にある潤滑油は、前記凹部を通じた前記隆起部の内外への流入及び排出が可能となっている
   ことを特徴とするトレランスリング。
3. 前記本体部の内周面及び外周面の少なくとも一方には、リン酸マンガン皮膜が設けられている請求項１又は２に記載のトレランスリング。