JP6750074B1 - トルクリミッタの組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組立容易な新規のトルクリミッタを提供する。【解決手段】中央部の外周面から径方向外方に延びる複数の延出片部を備えた薄板状の接続基材を内輪４と共に外輪６の内側に圧入することで接続部材８が形成されるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、相対的に回転可能な内輪及び外輪と、両者の間に配置される接続部材とを備え、内輪と外輪とを相対的に回転させる回転トルクが所定値より大きいと、接続部材による摩擦力に打ち勝って外輪と内輪とが相対的に回転するトルクリミッタの組立方法に関するものである。

下記特許文献１には、トレランスリングを利用したトルクリミッタが開示されている。トレランスリングは断面略Ｃ字状の帯状薄板弾性片であって、これが軸状の内輪の外周面と内輪が挿通される外輪の内周面との間に圧入されることで、内輪と外輪との間に所定の摩擦力を付与するものである。トレランスリングを利用したトルクリミッタにあっては、外輪と内輪とを相対的に回転させる中心軸周りの回転トルクが付加されたときは、回転トルクが所定値より大きい場合に、トレランスリングと内輪の外周面との間の摩擦力或いはトレランスリングと外輪の内周面との間の摩擦力に打ち勝って外輪と内輪とが相対的に回転する。

通常、トレランスリングは帯状の薄板材を長手方向に丸めてＣ字状にすることで形成される。そして、トレランスリングを利用したトルクリミッタは、外輪とトレランスリングとを組み合わせた後に、内輪をトレランスリングの内側に圧入することで組み立てられる。

一方、下記特許文献２には、内輪と、前記内輪が挿通される外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に配置される接続部材とを具備し、前記内輪と前記外輪と前記接続部材とは共通の中心軸を有し、前記接続部材は、前記内輪の端面と軸方向に対向する端板と、前記端板の外周縁から軸方向に起立する複数個の起立壁とを含み、前記起立壁の夫々は周方向に間隔をおいて設けられ、前記起立壁の内周面は前記内輪の外周面と、前記起立壁の外周面は前記外輪の内周面と夫々密接し、前記外輪と前記内輪とを相対的に回転させる前記中心軸周りの回転トルクが付加されたときは、前記回転トルクが所定値より大きい場合に、前記起立壁の内周面と前記内輪の外周面との間の摩擦力或いは前記起立壁の外周面と前記外輪の内周面との間の摩擦力に打ち勝って前記外輪と前記内輪とが相対的に回転するトルクリミッタが開示されている。以下の説明においては、上記回転トルクの所定値のことを「滑りトルク値」という場合もある。

特許文献２で開示されたトルクリミッタを組み立てる際には、最初に、中央部と、中央部の外周面から径方向外方に延びる複数の延出片部とを含む薄板状の接続基材を成形し、かかる接続基材の延出片部の夫々を各別に折り曲げて中央部に対して起立させて起立壁とすることで接続部材を形成する。その後に、上記接続部材と、外輪及び内輪と組み合わせる。接続部材と外輪とは切欠きと溝との係合によって相対回転不能となり、接続部材の起立壁の内周面が内輪の外周面と密接する。

特開２００８−３８９９０号公報 特開２０１５−２０９８６９号公報

上述した特許文献１で開示されたトルクリミッタにあっては、第一に、トレランスリングを形成する工程が極めて煩雑である。上述したとおり、トレランスリングは帯状の薄板材を長手方向に丸めてＣ字状にすることによって形成されるが、帯状の薄板材を所要径にするには、帯状の薄板材を３６０度以上に巻回して所謂曲げくせをつける必要があり、かかる加工は煩雑である。第二に、外輪の内側に内輪を圧入する前に、予めトレランスリングを外輪の内側に配置しておく必要があり、かかる工程も煩雑である。

上述した特許文献２で開示されたトルクリミッタにあっては、接続基材に設けられた複数の延出片部の夫々を各別に起立せしめて予め接続部材を形成した後に、接続部材を内輪及び外輪と組み合わせる。しかしながら、接続基材に設けられた複数の延出片部の夫々を起立せしめる作業及び、弾性体である接続部材を内輪及び外輪と組み合わせる作業は煩雑である。更に、接続部材と外輪とは切欠きと溝との係合によって相対回転不能に結合されるため、両者の位置合わせもする必要があり、かかる作業も煩雑である。

本発明は上記内容に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、組立容易な新規のトルクリミッタを提供することである。

本発明者は、鋭意検討の結果、中央部の外周面から径方向外方に延びる複数の延出片部を備えた薄板状の接続基材を内輪と共に外輪の内側に圧入することで接続部材が形成されるようにすることで、上記主たる技術的課題が解決されることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成するトルクリミッタの組立方法として、軸状の内輪と、前記内輪が挿通される外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に配置される接続部材とを具備し、
前記内輪と前記外輪と前記接続部材とは共通の中心軸を有し、
前記接続部材は、前記内輪の端面と軸方向に対向する端板と、前記端板の外周縁から軸方向に起立する複数個の起立壁とを含み、
前記起立壁の夫々は周方向に並列して設けられ、前記起立壁の内周面は前記内輪の外周面と、前記起立壁の外周面は前記外輪の内周面と夫々密接し、
前記外輪と前記内輪とを相対的に回転させる前記中心軸周りの回転トルクが付加されたときは、前記回転トルクが所定値より大きい場合に、前記起立壁の内周面と前記内輪の外周面との間の摩擦力或いは前記起立壁の外周面と前記外輪の内周面との間の摩擦力に打ち勝って前記外輪と前記内輪とが相対的に回転するトルクリミッタの組立方法であって、
中央部と、前記中央部の外周面から径方向外方に延びる複数の延出片部とを含む薄板状の接続基材を形成し、
前記共通の中心軸上において軸方向に間隔をおいて配置された前記内輪と前記外輪との間に、前記接続基材を前記共通の中心軸と同軸上に配置し、
前記内輪の端面を前記接続基材の前記中央部に押し当てて、前記内輪を前記接続基材と共に前記外輪の内側に圧入することで、前記接続基材の前記延出片部が前記中央部に対し起立して前記接続部材が形成される、ことを特徴とするトルクリミッタの組立方法が提供される。

好ましくは、前記外輪が上下方向に挿入可能な挿入孔と、上面において前記挿入孔を囲繞し、前記挿入孔と同一の中心を有する円環形状の位置決め突条とを具備した治具を備え、前記接続基材に設けられた複数の前記延出片部の外周縁の夫々は共通の仮想円の一部であって前記仮想円の中心は前記接続基材の中心と合致すると共に、前記仮想円の外径は前記位置決め突条の内径と対応し、前記外輪は前記治具の前記挿入孔に挿入され、前記接続基材は前記位置決め突条の内側において前記治具の上面に載置された状態で、前記接続基材の前記中央部は前記内輪の端面に押し当てられる。この場合には、前記接続基材が前記治具の上面に載置された状態にあっては、前記接続基材と前記外輪とは軸方向に離隔しているのが好適である。前記起立壁の周方向側面には、周方向に突出する支持片が設けられており、前記支持片が周方向に隣接する前記起立壁と近接乃至当接するのがよい。この場合には、前記支持片は前記起立壁の延出端部に設けられているのが好都合である。さらに、前記支持片は全ての前記起立壁に設けられており、いずれの前記支持片も周方向片側に突出しているのがよい。前記起立壁の内周面には、径方向内側に突出し前記内輪の外周面と密接する突出部が形成されているのが好適である。この場合には、前記突出部は軸方向に延在し、断面は円弧形状の突条であるのがよい。好適には、前記外輪は、前記接続部材の前記端板と軸方向に対向する端壁を備えており、前記接続部材の前記端板は、前記内輪の前記端面と前記外輪の前記端壁とによって挟持されている。

本発明のトルクリミッタの組立方法にあっては、所要形状をなした薄板状の接続基材が内輪と共に外輪の内側に圧入されることで、接続部材は形成されると同時に内輪の外周面及び外輪の内周面の間に配置される。従って、接続基材の延出片部を個別に起立させて接続部材を形成する煩雑な作業は必要なく、また、一度の圧入で内輪と外輪と接続部材とが適切に組み立てられるため、トルクリミッタを迅速に製造することができると共にその製造コストを低減させることができる。

本発明に従って構成されたトルクリミッタの好適実施形態を示す図。 図１に示すトルクリミッタの接続部材を単体で示す図。 内輪と共に外輪の内側に圧入される接続基材を単体で示す図。 図１に示すトルクリミッタの組み立て工程を示す図。 図１に示すトルクリミッタの組み立て工程を示す図。 図１に示すトルクリミッタの組み立て工程を示す図。 図１に示すトルクリミッタの組み立て工程を示す図。 図１に示すトルクリミッタの組み立て工程を示す図。 図１に示すトルクリミッタの組み立て工程を示す図。 接続基材の第１の変形例を示す図。 接続基材の第２の変形例を示す図。

以下、本発明に従って構成されたトルクリミッタ及びその組立方法の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

最初に、図１及び図２を参照して本発明に従って構成されたトルクリミッタの好適実施形態について説明する。

図１を参照して説明すると、本発明に従って構成された、全体を番号２で示すトルクリミッタは、内輪４と、外輪６と、接続部材８とを具備している。内輪４、外輪６、及び接続部材８は共通の中心軸ｏを有し、図示の実施形態においては、何れも金属製である。

内輪４は断面円形の中実棒状の軸状部材である。外輪６は有底円筒形状であって、内周面の断面も円形である。外輪６の軸方向片端は開放されており、外輪６の内側には内輪２の軸方向他端部が挿通されている。内輪４の軸方向片端部、及び外輪６の軸方向他端面には夫々、モーターの如き適宜の駆動源或いは従動部材に接続される図示しない係合部が設けられる。

図１と共に図２を参照して説明すると、接続部材８は、共通の中心軸ｏに対して実質上垂直な端板１８と、この端板１８の外周縁から軸方向に延びる複数個の起立壁２０とを含んでいる。接続部材８の形成方法については後述するが、図示の実施形態においては、端板１８は内輪４の軸方向端面よりも僅かに大きい略正８角形であって、起立壁２０は端板１８の各辺（これを番号１８ａで示す）の中央部分を基端縁２２として軸方向に直線状に延びている。換言すれば、起立壁２０は周方向に等間隔をおいて８個設けられている。起立壁２０の延出端縁２４は、軸方向に見て基端縁２２から延出端縁２４に向かって凸な円弧形状となっている（これについても後述する）。起立壁２０の内周面には、径方向内側に突出する突出部２６が形成されている。突出部２６は軸方向に直線状に延在し、その断面は円弧形状の突条である。突出部２６の裏側には、これに沿った凹部が形成されている。

図示の実施形態においては、周方向に隣接する２つの起立壁２０が近接乃至当接している。起立壁２０は端板１８の各辺１８ａの中央部分を基端縁２２としており、起立壁２０の基端縁２２は端板１８の各辺１８ａよりも短い。そして、全ての起立壁２０の延出端部の周方向片側面には、周方向片側に突出する支持片２８が設けられており、周方向に隣接する２つの起立壁２０は、支持片２８を介して近接乃至当接し、支持片２８が設けられていない部分には隙間３０が形成される。ここで、周方向に隣接する２つの起立壁２０が当接することは必ずしも必要ではなく、両者の間には、起立壁２０が周方向に傾倒するのが防止される程度の僅かな隙間が存在していてもよい。周方向に隣接する２つの起立壁２０の周方向間隔は、端板１８の一辺１８ａの長さをＸとすると、支持片２８が設けられている部位においては、Ｘの０乃至５％程度、支持片２８が設けられていない部位においては（つまり隙間３０の周方向間隔は）、Ｘの５乃至４０％程度であるのが良い。所望ならば、上記支持片２８は省略してもよい。上記支持片２８を省略した場合には、周方向に隣接する２つの起立壁２０の周方向間隔は上記Ｘの０乃至４０％程度とするのが良い。

図１を参照して説明すると、内輪４と外輪６と接続部材８とが所要とおりに組み立てられると（組み立て工程については後述する）、接続部材８の端板１８は、内輪４の軸方向端面と外輪６の軸方向端壁とによって挟持され、起立壁２０の内周面（図示の実施形態においては突出部２６）は内輪４の外周面と、起立壁２０の外周面は外輪６の内周面と夫々密接する。そして、外輪６と内輪４とを相対的に回転させる中心軸ｏ周りの回転トルクが付加されたとき、回転トルクが所定値以下の場合には、外輪６と内輪４と接続部材８とが一体となって回転し、回転トルクが所定値より大きい場合には、起立壁２０の内周面と内輪４の外周面との間の摩擦力或いは起立壁２０の外周面と外輪６の内周面との間の摩擦力に打ち勝って外輪６と内輪４とが相対的に回転する。

図示の実施形態のトルクリミッタにあっては、周方向に隣接する２つの起立壁２０が近接乃至当接することで、内輪４と外輪６とを相対的に回転させる中心軸ｏ周りの比較的大きな回転トルクが付加された場合であっても、起立壁２０が周方向に傾倒することが防止され、接続部材８が損傷することなく内輪４と外輪６との間の滑りトルクを安定して維持することが可能となる。

次に、図３及び図４を参照して、図１に示すトルクリミッタの組立方法について説明する。

先ず、適宜の機械加工によって内輪４及び外輪６を形成するとともに、所要形状の接続基材３２を形成する。図３を参照して接続基材３２について説明すると、接続基材３２は、環状の中央部３４と、中央部３４の外周縁から径方向外方に延びる複数（図示の実施形態においては、８個）の延出片部３６とを含む薄板状であり、適宜の薄板材をプレス加工することによって形成される。延出片部３６はいずれも周方向に等間隔をおいて配置されており、周方向に隣接する２つの延出片部３６の基端の間には所要程度の弧状隙間３７が設けられている。全ての延出片部３６の外周縁は図３において二点鎖線で示す共通の仮想円３８の一部であって、仮想円３８の中心は接続基材３２の中心と合致する。かような延出片部３６は接続部材８の起立壁２０に相当する。番号を付して説明することは省略するが、夫々の延出片部３６には接続部材８の突出部２６及び支持片２８に相当する部位も形成されている。

続いて、内輪４及び外輪６と、上述した接続基材３２とを組み合わせる工程について図４を参照して説明する。図４−１に示すとおり、内輪４と外輪６と接続基材３２とは共通の中心軸ｏ上に配置される。図示の実施形態においては、外輪６及び接続基材３２は全体を番号４０で示す円筒形状の治具によって支持される。治具４０は外輪６が上下方向に挿入可能な挿入孔４２と、上面において挿入孔４２を囲繞し、挿入孔４２と同一の中心を有する円環形状の位置決め突条４４とを具備している。挿入孔４２の内径は外輪６の外径と対応し、位置決め突条４４の内径は接続基材３２の外径、つまり仮想円３８の内径と対応し、治具４０の軸方向長さは外輪６の軸方向長さよりも長い（図４−２（ｂ）を参照されたい）。図４−２に示すとおり、かような治具４０は床面に固定され、外輪６が挿入孔４２に挿入されると共に、接続基材３２が位置決め突条４４の内側において上面に載置される。このとき、治具４０の軸方向長さは外輪６の軸方向長さよりも長いため、接続基材３２が治具４０の上面に載置された状態にあっては、接続基材３２と外輪６とは軸方向に離隔することとなる。

図４−２に示す状態から内輪４を降下させると、図４−３に示すとおり、内輪４の軸方向端面が接続基材３２の中央部３４に当接する。図４−３に示す状態から、内輪４の軸方向端面を接続基材３２の中央部３４に押し当てて、内輪４をさらに下方に降下（強制）せしめると、図４−４に示すとおり、中央部３４に対して延出片部３６が起立、つまり延出片部３６がその基端延から延出端縁に向かって上方に向かって径方向外方に傾斜する。このとき、治具４０の軸方向長さは外輪６の軸方向長さよりも長く、接続基材３２と外輪６とは軸方向に離隔しているため、延出片部３６は治具４０の挿入孔４２の外周縁を支点とした所謂梃子の原理により充分容易に中央部３４に対して起立せしめられる。そして、図４−４に示す状態から内輪４をさらに下方に降下（強制）せしめると、最初に、接続基材３２の中央部３４と共に内輪４が外輪６の内側に圧入され、次いで、延出片部３６が基端から延出端に向かって漸次外輪６の内側に圧入されることとなる。このとき、接続基材３２の延出片部３６は中央部３４に対して幾分起立しているため、中央部３４が内輪４と共に外輪６の内側に圧入される際に延出片部３６がガイドとして作用し、接続基材３２の中央部３４と共に内輪４は充分円滑に外輪６の内側に圧入されることとなる。接続基材３２の延出片部３６は中央部３４が下方に進むにつれて中央部３４に対する傾斜角度は大きくなり、最終的には軸方向と実質上平行となって延出片部３６の内周面が内輪４の外周面と、延出片部３６の外周面が外輪６の内周面と夫々密接することとなる。そして、図４−５に示すとおり、接続基材３２の中央部３４が外輪６の軸方向端面と当接すると、内輪４及び接続基材２３の降下は停止し、接続部材８が形成されることとなる。かくして、本発明のトルクリミッタ２が完成する。その後に、治具４０が除去される。

本発明のトルクリミッタの組立方法にあっては、所要形状をなした薄板状の接続基材３２が内輪４と共に外輪６の内側に圧入されることで、接続部材８は形成されると同時に内輪４の外周面及び外輪６の内周面の間に配置される。従って、接続基材３２の延出片部３６を個別に起立させて接続部材８を形成する煩雑な作業は必要なく、また、一度の圧入で内輪４と外輪６と接続部材８とが適切に組み立てられるため、トルクリミッタを迅速に製造することができると共にその製造コストを低減させることができる。更に、図示の実施形態においては、延出片部３６は中央部３４の外周面において周方向に等間隔をおいて配置されていることから、延出片部３６が中央部３４に対して起立した際に隙間３０が形成され、周方向に隣接する２個の延出片部３６（或いは起立壁２０）が過剰に干渉してしまうことが防止される。

以上、本発明のトルクリミッタの組立方法について、添付した図面を参照して詳述したが、本発明のトルクリミッタの組立方法は上述した実施形態に限定されることはなく、種々の変形例が考えられる。例えば、上述した実施形態においては、接続基材３２は図４に示す形状であったが、これに替えて図５及び図６に示すような形状であってもよい。接続基材が図５に示す形状である場合（これを番号３２´で示す）、支持片（２８´）は、全ての起立壁（２０´）の周方向片側面に設けられるわけではなく、周方向に１個おきの起立壁（２０´）においてその周方向両側に突出する。また、突出部（２６´）は、軸方向に延在し、断面が円弧形状の突条ではなく、軸方向に間隔をおいて配置された複数個の半球状により構成される。接続基材が図６に示す形状である場合（これを番号３２´´で示す）、突出部（２６´´）は軸方向に延在しているものの、その断面はハの字形状をなしている。更に、図示の実施形態においては、接続部材８の起立壁２０に設けられた突出部２６が内輪４の外周面に密接せしめられていたが、突出部は外輪６の内周面に密接せしめられるようにしてもよい。更にまた、上記滑りトルク値が比較的小さく設定される場合には、接続部材８の起立壁２０に設けられた突出部２６は設けなくてもよい。この場合、起立壁２０の内周面の基端縁が内輪４の外周面の基端縁と密接することとなる。

２：トルクリミッタ
４：内輪
６：外輪
８：接続部材
２０：起立壁
２６：突出部
２８：支持片
３２：接続基材
４０：治具

Claims (9)

1. 軸状の内輪と、前記内輪が挿通される外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に配置される接続部材とを具備し、
   前記内輪と前記外輪と前記接続部材とは共通の中心軸を有し、
   前記接続部材は、前記内輪の端面と軸方向に対向する端板と、前記端板の外周縁から軸方向に起立する複数個の起立壁とを含み、
   前記起立壁の夫々は周方向に並列して設けられ、前記起立壁の内周面は前記内輪の外周面と、前記起立壁の外周面は前記外輪の内周面と夫々密接し、
   前記外輪と前記内輪とを相対的に回転させる前記中心軸周りの回転トルクが付加されたときは、前記回転トルクが所定値より大きい場合に、前記起立壁の内周面と前記内輪の外周面との間の摩擦力或いは前記起立壁の外周面と前記外輪の内周面との間の摩擦力に打ち勝って前記外輪と前記内輪とが相対的に回転するトルクリミッタの組立方法であって、
   中央部と、前記中央部の外周面から径方向外方に延びる複数の延出片部とを含む薄板状の接続基材を形成し、
   前記共通の中心軸上において軸方向に間隔をおいて配置された前記内輪と前記外輪との間に、前記接続基材を前記共通の中心軸と同軸上に配置し、
   前記内輪の端面を前記接続基材の前記中央部に押し当てて、前記内輪を前記接続基材と共に前記外輪の内側に圧入することで、前記接続基材の前記延出片部が前記中央部に対し起立して前記接続部材が形成される、ことを特徴とするトルクリミッタの組立方法。
2. 前記外輪が上下方向に挿入可能な挿入孔と、上面において前記挿入孔を囲繞し、前記挿入孔と同一の中心を有する円環形状の位置決め突条とを具備した治具を備え、
   前記接続基材に設けられた複数の前記延出片部の外周縁の夫々は共通の仮想円の一部であって前記仮想円の中心は前記接続基材の中心と合致すると共に、前記仮想円の外径は前記位置決め突条の内径と対応し、
   前記外輪は前記治具の前記挿入孔に挿入され、前記接続基材は前記位置決め突条の内側において前記治具の上面に載置された状態で、前記接続基材の前記中央部は前記内輪の端面に押し当てられる、請求項１に記載のトルクリミッタの組立方法。
3. 前記接続基材が前記治具の上面に載置された状態にあっては、前記接続基材と前記外輪とは軸方向に離隔している、請求項２に記載のトルクリミッタの組立方法。
4. 前記起立壁の周方向側面には、周方向に突出する支持片が設けられており、前記支持片が周方向に隣接する前記起立壁と近接乃至当接する、請求項１乃至３のいずれかに記載のトルクリミッタの組立方法。
5. 前記支持片は前記起立壁の延出端部に設けられている、請求項４に記載のトルクリミッタの組立方法。
6. 前記支持片は全ての前記起立壁に設けられており、いずれの前記支持片も周方向片側に突出している、請求項４又は５に記載のトルクリミッタの組立方法。
7. 前記起立壁の内周面には、径方向内側に突出し前記内輪の外周面と密接する突出部が形成されている、請求項１乃至６のいずれかに記載のトルクリミッタの組立方法。
8. 前記突出部は軸方向に延在し、断面は円弧形状の突条である、請求項７に記載のトルクリミッタの組立方法。
9. 前記外輪は、前記接続部材の前記端板と軸方向に対向する端壁を備えており、
   前記接続部材の前記端板は、前記内輪の前記端面と前記外輪の前記端壁とによって挟持されている、請求項１乃至８のいずれかに記載のトルクリミッタの組立方法。