JP2005114132A - One-way torque limiter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一定の回転方向には所定の大きさのトルクを伝達する機能をもち、反対の回転方向にはトルクの伝達を遮断するようにした一方向性トルクリミッタに関するものである。 The present invention relates to a unidirectional torque limiter having a function of transmitting a torque of a predetermined magnitude in a certain rotational direction and blocking transmission of torque in the opposite rotational direction.
一方向性トルクリミッタは、従来から事務機等のヒンジ部、その他の部分において使用されており、その構成は、ハウジング内周に同芯状態の一方向クラッチとトルクリミッタを径方向に組み込んだ構造が一般的であり、トルクリミッタが内径側に配置され、軸の外径面で滑りを生じて所定のトルクを発生させる形式(特許文献1参照)と、トルクリミッタが外径側に配置され、一方向クラッチの外径面で滑りを生じて所定のトルクを発生させる形式(特許文献2参照)とがある。 The one-way torque limiter has been used in the hinges and other parts of office machines, etc., and has a structure in which a concentric one-way clutch and torque limiter are incorporated in the inner circumference of the housing in the radial direction. In general, a torque limiter is disposed on the inner diameter side, and a predetermined torque is generated by causing a slip on the outer diameter surface of the shaft (see Patent Document 1), and a torque limiter is disposed on the outer diameter side, There is a type in which a predetermined torque is generated by causing a slip on the outer diameter surface of the one-way clutch (see Patent Document 2).
上記のいずれの場合も、トルクリミッタはコイルばねにより形成され、一方向クラッチが係合してトルク伝達方向に回転した際にコイルばねを巻き戻す方向に回転させることにより所定のトルクを発生させるようにしている。その発生トルクの大きさは滑り接触の対象となる部材の摩擦係数のほかに、コイルばねの弾性係数が大きな要因となる。
従来のように、コイルばねによりトルクリミッタを形成した一方向性トルクリミッタにおいて、発生トルクの大きさの異なるものを製作する場合に弾性係数の異なった複数種のコイルばねを用意しなければならない。このため、コイルばねの製作工程において、弾性係数の異なった種類のものを成型するため線径に応じた複数種の治具が必要となり、コスト高の原因となっていた。また、使用時においては、トルクリミッタの部分にホコリや異物等が侵入しないように、ケーシングで囲うかシール部材で閉塞するなどのシール手段が必要となり、この点もコスト高の原因であった。 In the conventional one-way torque limiter in which the torque limiter is formed by a coil spring, a plurality of types of coil springs having different elastic coefficients must be prepared in the case of producing different torques. For this reason, in the manufacturing process of the coil spring, a plurality of types of jigs corresponding to the wire diameters are required to mold the types having different elastic coefficients, which causes high costs. Further, during use, sealing means such as enclosing with a casing or closing with a sealing member is necessary so that dust, foreign matter or the like does not enter the torque limiter, which is also a cause of high cost.
そこで、この発明はコストの削減、及びシール手段の廃止により、安価な一方向性トルクリミッタを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive unidirectional torque limiter by reducing the cost and eliminating the sealing means.
前記の課題を解決するために、この発明は、ハウジング内周に同芯状態の一方向クラッチとトルクリミッタをいずれか一方を内径側、他方を外径側となるように径方向に組み込み、前記トルクリミッタが内径側に組み込まれる場合は軸が滑り接触の対象となり、外径側に組み込まれる場合は前記一方向クラッチが滑り接触の対象となり、前記一方向クラッチの係合時に前記トルクリミッタの滑り接触部分において所定の大きさのトルクを発生させるようにした一方向性トルクリミッタにおいて、前記トルクリミッタがOリングにより形成された構成を採用した。 In order to solve the above-described problems, the present invention incorporates a one-way clutch and a torque limiter in a concentric state on the inner periphery of the housing in the radial direction so that one of them is on the inner diameter side and the other is on the outer diameter side. When the torque limiter is incorporated on the inner diameter side, the shaft is subject to sliding contact, and when the torque limiter is incorporated on the outer diameter side, the one-way clutch is subject to sliding contact, and the torque limiter slips when the one-way clutch is engaged. In the unidirectional torque limiter that generates a predetermined magnitude of torque at the contact portion, a configuration is adopted in which the torque limiter is formed by an O-ring.
前記の構成によると、負荷トルクが前記トルクリミッタの設定トルク値より大きい場合に、トルクリミッタを形成するOリングが相手部材との間で滑りが生じ、所定の大きさのトルクを発生させる。このOリングはトルクを発生させる作用を行うほか、トルクリミッタ内部にホコリ等の侵入を防止し、また内部に封入した潤滑剤の漏出を防止するシール部材としての作用もなす。また、設定トルク値の変更は、弾性係数の異なるOリングを用いることで実現でき、そのようなOリングは市販品として容易に入手し得る。 According to the above configuration, when the load torque is larger than the set torque value of the torque limiter, the O-ring forming the torque limiter slips between the mating member and generates a predetermined magnitude of torque. In addition to generating torque, the O-ring also functions as a seal member that prevents dust and the like from entering the torque limiter and prevents leakage of the lubricant enclosed therein. The set torque value can be changed by using O-rings having different elastic coefficients, and such O-rings can be easily obtained as commercial products.
前記ハウジングの形状として、その一端部に端壁を設け、その端壁により前記一方向クラッチ及びトルクリミッタの内端面を閉塞した構成をとることができる。この端壁は、内部の一方向クラッチ及びトルクリミッタの一方の端面を閉塞するとともに、その内径面が軸に接触して軸受作用を行う。 As the shape of the housing, an end wall can be provided at one end portion thereof, and the inner end surfaces of the one-way clutch and the torque limiter can be closed by the end wall. The end wall closes one end face of the internal one-way clutch and the torque limiter, and the inner diameter surface of the end wall contacts the shaft to perform a bearing action.
なお、その端壁の内径面に転がり軸受を介在した構成を採用すると、高速回転仕様となる。 In addition, if the structure which interposed the rolling bearing in the internal diameter surface of the end wall will be adopted, it will become a high-speed rotation specification.
また、前記トルクリミッタのOリングが軸方向に複数本配列され、各Oリング間に潤滑剤を封入した構成を採用することができる。この構成によると、Oリングによって潤滑剤の漏出が防止され、Oリング及びその他の部品に対し長期にわたり良好な耐摩耗性が発揮される。 Further, it is possible to adopt a configuration in which a plurality of O-rings of the torque limiter are arranged in the axial direction and a lubricant is sealed between the O-rings. According to this configuration, leakage of the lubricant is prevented by the O-ring, and good wear resistance is exhibited over a long period of time for the O-ring and other parts.
さらに、前記トルクリミッタを形成するOリングと並列に、かつ該Oリングよりも前記端壁側に該Oリングとともに前記のトルクリミッタを形成する波形リングばねを配置した構成をとることができる。波形リングばねは、Oリングと同様に滑りを生じてトルクを発生させ、Oリングだけでは不足するトルクを補足する。この波形リングばねは常にOリングとともに使用され、該Oリングの内側に配置されるので、Oリングによるシール作用を妨げることはない。 Furthermore, it is possible to adopt a configuration in which a wave ring spring that forms the torque limiter together with the O-ring is arranged in parallel with the O-ring that forms the torque limiter and closer to the end wall than the O-ring. Corrugated ring springs generate torque by slipping in the same manner as O-rings, and supplement torque that is insufficient with O-rings alone. Since this wave ring spring is always used together with the O-ring and is arranged inside the O-ring, the sealing action by the O-ring is not disturbed.
以上のように、この発明に係る一方向性トルクリミッタは、所定の設定トルク値を発生させるトルク発生部材としてOリングを使用するようにしたものであり、Oリングは各種の規格のものが安価に市販されており、ばね等に比べて組み込み作業も容易であるので、製品のコスト削減に貢献することができる。 As described above, the unidirectional torque limiter according to the present invention uses an O-ring as a torque generating member for generating a predetermined set torque value. O-rings of various standards are inexpensive. And is easier to assemble than a spring or the like, which can contribute to product cost reduction.
また、Oリングは本来のシール作用により潤滑剤の漏出を防止し、またホコリ等の侵入を防止することにより製品の耐久性を高めることができる。 In addition, the O-ring can prevent the lubricant from leaking out due to the original sealing action, and can improve the durability of the product by preventing entry of dust and the like.
以下、添付図面に基づき、この発明を実施するための最良の形態を実施例1から4として説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below as first to fourth embodiments with reference to the accompanying drawings.
図1(a)から(b)に示した実施例1の一方向性トルクリミッタは、ハウジング1と、その内部において内径側に組み込まれた一方向クラッチ2と、その外径側に組み込まれたトルクリミッタ3とのユニットからなる。ハウジング1は一端が開放され、他端に端壁4が設けられ、その端壁4の内径面が軸受5となっている。端壁4によって一方向クラッチ2とトルクリミッタ3の一方の端面が閉塞される。軸6は段差部7を有し、前記の一方向性トルクリミッタはその端壁4の内面が段差部7に当接されて位置決めされ、小径部8に前記の端壁4が摺接する(図1(b)参照)。
The one-way torque limiter of the first embodiment shown in FIGS. 1A to 1B is incorporated in the
軸6の大径部11に前記の一方向クラッチ2が嵌合される。一方向クラッチ2は、クラッチ輪12の内径に周方向に一定の間隔をおいて所要数のポケット13が形成され、各ポケット13にローラ14が収納される。ポケット13は、その底面と一方の内端面との間に軸6との間でクサビ形部15が形成される。また、ローラ14と他方の端部間にばね16が介在され、ローラ14をクサビ形部15の狭小方向に軽く付勢しローラ14の作動を安定化させる。ローラ14は、軸6がクラッチ輪12に対してクサビ形部15のクサビ角の狭小方向に回転した場合(図1(a)の矢印A参照)、その方向に移動し噛込みが生じて係合状態となる。逆に軸6が反対方向に回転するとばね16に抗してローラ14が逆方向に移動して噛込みが外れ解除状態となる。解除状態において、ローラ14は軸に対してフリーとなり転動する。軸6が固定の場合は、クラッチ輪12がクサビ角の拡大方向(矢印B参照)に回転するとローラ14は係合状態となり、その反対方向に回転すると解除状態となる。なお、クラッチ輪12の外端部内径面にシール部材17が装着される。
The one-
前記のクラッチ輪12の外径面とハウジング1の内径面との間に前記のトルクリミッタ3が設けられる。トルクリミッタ3は、クラッチ輪12の外径面に軸方向に間隔をおいて配置された2本のOリング18により形成される。各Oリング18はクラッチ輪12の外径面を滑り接触の対象とし、その外径面に対し一定の弾力をもって滑り接触可能なように装着される。また、その外周面がハウジング1の内径面に接触される。ハウジング1の開口端部には、外側Oリング18の抜け出し防止のためのリブ19が全周にわたり設けられる。
The
以上の構成の一方向性トルクリミッタは、軸受5が端壁4の内径面に形成されたものであるため高速回転には適しない。このため低速回転用として使用に供される。
The unidirectional torque limiter having the above configuration is not suitable for high-speed rotation because the
図1(c)に示したものは、高速回転に適したものであり、ハウジング1の端壁4を前記の場合より短く形成し、その内端面で内側のOリング18の外側面を受ける。その端壁4の内径面と軸6の小径部8との間に前記の段差部7に接する玉軸受21を介在するとともに、その玉軸受21の内面で前記の一方向クラッチ2の内面を受けるようになっている。
The one shown in FIG. 1C is suitable for high-speed rotation, and the
実施例1の一方向性トルクリミッタは以上のような構成であり、次にその作用について説明する。ハウジング1が負荷側、軸6が駆動側で使用される場合と、逆にハウジング1が駆動側、軸6が負荷側で使用される場合とがある。いま軸6が駆動側である場合について説明すると、図1(a)において、軸6が矢印Aで示したようにクサビ角の狭小方向に回転すると、一方向クラッチ2のローラ14がクサビ形部15に噛込んで係合状態となり、クラッチ輪12が軸6と一体に回転する。負荷トルクがトルクリミッタ3の設定トルク値より小さい場合は、そのトルクリミッタ3を介して駆動トルクが負荷に伝達される。負荷トルクが設定トルク値より大きい場合は、トルクリミッタ3のOリング18の部分で滑りを生じ、所定の設定トルクが発生し負荷に伝達される。
The unidirectional torque limiter of the first embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described next. There are cases where the
軸6が矢印Aと反対方向に回転した場合は、ローラ14がクサビ角の拡大方向に移動するため、一方向クラッチ2は解除状態となり負荷に対するトルクの伝達は遮断される。
When the
なお、軸6が低速回転の場合は、低速回転用の図1(b)に示したものが使用され、また高速回転の場合は図1(c)に示した玉軸受21を介在したものが使用される。
When the
前記のいずれの場合も、トルクリミッタ3を形成する内外2本のOリング18、18との間にグリース等の潤滑剤を封入することが望ましい。封入された潤滑剤によりOリング18の滑り部分の潤滑を行い、その摩耗の進行を防止する。また、内外のOリング18、18はその内側にホコリその他の異物の侵入を防止すると同時に潤滑剤の漏出を防止する。
In any of the above cases, it is desirable to enclose a lubricant such as grease between the inner and outer O-
また、軸6が負荷側でハウジング1が駆動側である場合は、ハウジング1が前記と反対方向(矢印B参照)に回転すると、負荷トルクがトルクリミッタ3の設定トルク値を超えているときは、その設定トルク値で一方向クラッチ2のクラッチ輪12が回転し、ローラ14がクサビ形部15に噛込んで係合状態となりトルクが伝達され、軸6が矢印B方向に回転し、負荷に設定トルク値が伝達される。ハウジング1の回転方向が前記と逆の場合は、一方向クラッチ2が解除状態となりトルクの伝達は遮断される。
When the
なお、前記トルクリミッタ3の各Oリング18の位置の安定化を図るため、図2(a)(b)に示したように、各Oリング18の外周面の摺接部分に浅い位置決め溝22、22を設ける場合がある。このような位置決め溝22、22を設けることは後述の他の実施例の場合も同様である。
In order to stabilize the position of each O-
図3(a)から(c)に示した実施例2は、前記の場合に比べ、一方向クラッチ2とトルクリミッタ3の組み合わせの関係が、逆になっている点で相違しているが、それ以外の構成は全て同じである。
The second embodiment shown in FIGS. 3A to 3C is different from the above case in that the relationship of the combination of the one-
即ち、この場合は、トルクリミッタ3を形成する内外2本のOリング18、18が、一方向クラッチ2のクラッチ輪12と軸6の大径部11との間に介在され、各Oリング18は軸6の大径部11の外径面を滑り接触の対象とする。また、前記のクラッチ輪12はその外径面に所要数のポケット13が設けられ、各ポケット13の底面とハウジング1の内径面との間でクサビ形部15が形成される。作用も同様であるので説明を省略する。
That is, in this case, the inner and outer two O-
図4(a)から(c)に示した実施例3は、前記実施例1におけるトルクリミッタ3を形成する2本のOリング18、18のうち、内側(端壁4側)に配置されるOリング18に代えて波形リングばね18’を装着したものである。波形リングばね18’は、帯状板ばねに多数の波形凹凸を一定ピッチで付与し、リング状に湾曲して両端部を突き合せたものである。波形の凹凸を一定ピッチで付与したリング状ばねである部分を含むトレランスリングを使用してもよい。その他の構成は前述の実施例1と同様である。
The third embodiment shown in FIGS. 4A to 4C is arranged on the inner side (on the
このような波形リングばね18’を用いることにより、Oリング18だけを用いる場合に比べ、大きいトルクを発生させることができ、かつ、外側に配置されるOリング18を残すことにより、シール作用を発揮させることができる。その他の作用は実施例1の場合と同様であるので説明を省略する。
By using such a corrugated ring spring 18 ', a larger torque can be generated than when only the O-
図5(a)から(c)に示した実施例4は、前記実施例2の場合のトルクリミッタ3を形成する2本のOリング18、18のうち、内側(端壁4側)に配置されるOリング18に代えて波形リングばね18’を装着したものである。波形リングばね18’は先に実施例3で述べたものと同様である。この場合もOリング18だけを用いる場合に比べ、大きいトルクを発生させることができ、かつ、外側に配置されるOリング18を残すことにより、シール作用を発揮させることができる。その他の作用は実施例2の場合と同様であるので説明を省略する。
The fourth embodiment shown in FIGS. 5A to 5C is arranged on the inner side (on the
1 ハウジング
2 一方向クラッチ
3 トルクリミッタ
4 端壁
5 軸受
6 軸
7 段差部
8 小径部
11 大径部
12 クラッチ輪
13 ポケット
14 ローラ
15 クサビ形部
16 ばね
17 シール部材
18 Oリング
18’ 波形リングばね
19 リブ
21 玉軸受
22 位置決め溝
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003352351A JP2005114132A (en) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | One-way torque limiter |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003352351A JP2005114132A (en) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | One-way torque limiter |
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Family Applications (1)
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JP2003352351A Withdrawn JP2005114132A (en) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | One-way torque limiter |
Country Status (1)
Country | Link |
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---|---|---|---|---|
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2003
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