JP6815567B1 - 双方向トルクリミッタ - Google Patents
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Abstract
Description
前記内輪と前記中間輪と前記外輪とは共通の中心軸を有し、
前記第一のコイルばねには前記中間輪に相対回転不能に固定される第一のフック部が形成され、前記第一のコイルばねは前記中間輪に対し回転不能であり、
前記第二のコイルばねには前記外輪に相対回転不能に固定される第二のフック部が形成され、前記第二のコイルばねは前記外輪に対し回転不能であり、
前記第一のフック部が周方向に押されて前記第一のコイルばねの締め付け力が緩む方向と、前記第二のフック部が周方向に押されて前記第二のコイルばねの締め付け力が緩む方向とは軸方向の一方から見て相互に逆であって、
前記内輪を前記外輪に対して一方向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、前記回転トルクが第一の所定値より大きい場合に、前記第一のコイルばねと前記内輪との間の摩擦力に打ち勝って前記内輪が前記中間輪に対して回転し、前記内輪を前記外輪に対して反対方向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、前記回転トルクが第二の所定値より大きい場合に、前記第二のコイルばねと前記中間輪との間の摩擦力に打ち勝って前記中間輪が前記外輪に対して回転する、ことを特徴とする双方向トルクリミッタが提供される。
最初に、図1乃至図8を参照して本発明に従って構成された双方向トルクリミッタの第一の実施形態について説明する。
電動モーターの如き駆動源(入力側機器)の回転軸(図8において二点鎖線で示す)に接続された内輪4が図1の中央正面図の左方から見て反時計方向(以下、図示の実施形態においてはこれを「一方向」とする)に回転した場合には、第一のコイルばね6が内輪4の外周面に接触して装着されていること、中間輪8が第一のコイルばね6の第一のフック部16を保持していること、第二のコイルばね10が中間輪8の外周面に接触して装着されていること、及び外輪12が第二のコイルばね10の第二のフック部20を保持していることに夫々起因して、全体が一体となって同一方向、即ち一方向に回転しようとする。その際、外輪12が固定されていることに起因して、第一のコイルばね6の第一のフック部16は第一の溝部18において中間輪8から、第二のコイルばね10の第二のフック部20は第二の溝部42において外輪12から夫々相対的に時計方向への反力を受ける。上述したとおり第一のフック部16が周方向に押されて第一のコイルばね6の締め付け力が緩む方向と、第二のフック部20が周方向に押されて第二のコイルばね10の締め付け力が緩む方向とは軸方向の一方から見て相互に逆に設定されていることから、内輪4が一方向(反時計方向)に回転した場合には、第一のコイルばね6の第一のフック部16は中間輪8の第一の溝部18において中間輪8から、第二のコイルばね10の第二のフック部20は外輪12の第二の溝部42において外輪12から夫々相対的に反対方向(時計方向)に反力を受けることとなる。かかる反力は夫々、第一のコイルばね6の第一のフック部16にあっては第一のコイルばね6を緩める方向に、第二のコイルばね10の第二のフック部20にあっては第二のコイルばね10を締め付ける方向に作用する。このことから、内輪4を外輪12に対して一方向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、かかる回転トルクが第一の所定値以下の場合には、第一のコイルばね6と内輪4との間の摩擦力によって内輪4は回転できない。つまり、内輪4に接続されたハッチバックの如き出力側機器の角度位置は保持される。一方、上記回転トルクが第一の所定値より大きい場合には、図8(a)に示すとおり、第一のコイルばね6と内輪4との間の摩擦力に打ち勝って内輪4が第一のコイルばね6に対して、従って中間輪8に対して回転する。つまり、内輪4に接続されたハッチバックの如き出力側機器は一方向に回転する。
このような薄板弾性片はトレランスリングとも称され、回転軸にフランジ状の円板を固定的に取り付けるためにも使用される部品であり、わずかな変形量で大きな弾性力を発生する。従って、薄板弾性片88´が小型なものであっても内輪内側部材4a´と内輪外側部材4b´との間に大きな摩擦力が生じ、内輪外側部材4b´が内輪内側部材4a´に対して相対的に回転する(切断される)トルクを、第一のコイルばね6及び第二のコイルばね10により付与される制動トルクよりも十分に大きな値に設定することが可能となる。
図17(a)において各矢印で示すように、入力側機器に接続された内輪内側部材4a´が反時計方向(A−A断面図の左方から見て)に回転すると、薄板弾性片88´を介して接続された内輪外側部材4b´、内輪外側部材4b´の外周面に装着された第一のコイルばね6´、第一のコイルばね6´の第一のフック部16´を介して接続された中間輪8´及び中間輪8´の外周面に装着された第二のコイルばね10´は一体となって反時計方向に回転しようとする。このとき、上述した本発明に従って構成された双方向トルクリミッタの第一実施形態のものと同一の理由で、第一のフック部16´は第一のコイルばね6´を締め付ける方向に、第二のフック部20´は第二のコイルばね20´を緩める方向に夫々押される。このことから、内輪内側部材4a´を反時計方向に回転させる中心軸周りの回転トルクが付加された際、かかる回転トルクが第二の制動トルクよりも大きい場合には、第二のコイルばね10´と中間輪8´との間の摩擦力に打ち勝って中間輪8´が第二のコイルばね10´に対して回転することとなる。このとき、軸方向に見て、第二のコイルばね10´と中間輪8´に形成された第一の溝部18´とが離隔していることにより、第二のコイルばね10´が中間輪8´に対して回転した際に、第二のコイルばね10´の軸方向端が第一の溝部18´に引っかかることはなく、好ましくないトルク変動や異音、或いは振動が発生することが回避される。そして、内輪外側部材4b´は薄板弾性片88´を介して上記第二の制動トルクよりも大きな保持トルクで内輪内側部材4a´と接続されていることから、内輪外側部材4b´は内輪内側部材4a´と一体となって反時計方向に回転する。従って、入力側機器から出力側機器へ反時計方向の回転が伝達される。
が第一のコイルばね6´に対して回転することとなる。このときも、内輪外側部材4b´は薄板弾性片88´を介して上記第一の制動トルクよりも大きな保持トルクで内輪内側部材4a´と接続されていることから、内輪外側部材4b´は内輪内側部材4a´と一体となって時計方向に回転する。従って、入力側機器から出力側機器へ時計方向の回転が伝達される。
4:内輪
6:第一のコイルばね
8:中間輪
10:第二のコイルばね
12:外輪
16:第一のフック部
18:第一の溝部
20:第二のフック部
42:第二の溝部
Claims (8)
- 内輪と、前記内輪の外周面に接触して装着され、線材を巻回して形成される第一のコイルばねと、前記第一のコイルばねの装着された前記内輪が挿入される筒状の中間輪と、前記中間輪の外周面に接触して装着され、線材を巻回して形成される第二のコイルばねと、前記第二のコイルばねの装着された前記中間輪が挿入される筒状の外輪とを備え、
前記内輪と前記中間輪と前記外輪とは共通の中心軸を有し、
前記第一のコイルばねには前記中間輪に相対回転不能に固定される第一のフック部が形成され、前記第一のコイルばねは前記中間輪に対し回転不能であり、
前記第二のコイルばねには前記外輪に相対回転不能に固定される第二のフック部が形成され、前記第二のコイルばねは前記外輪に対し回転不能であり、
前記第一のフック部が周方向に押されて前記第一のコイルばねの締め付け力が緩む方向と、前記第二のフック部が周方向に押されて前記第二のコイルばねの締め付け力が緩む方向とは軸方向の一方から見て相互に逆であって、
前記内輪を前記外輪に対して一方向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、前記回転トルクが第一の所定値より大きい場合に、前記第一のコイルばねと前記内輪との間の摩擦力に打ち勝って前記内輪が前記中間輪に対して回転し、前記内輪を前記外輪に対して反対方向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、前記回転トルクが第二の所定値より大きい場合に、前記第二のコイルばねと前記中間輪との間の摩擦力に打ち勝って前記中間輪が前記外輪に対して回転する、ことを特徴とする双方向トルクリミッタ。 - 前記中間輪には前記第一のフック部が挿入されてこれを保持する第一の溝部が形成され、
前記外輪には前記第二のフック部が挿入されてこれを保持する第二の溝部が形成されている、請求項1に記載の双方向トルクリミッタ。 - 前記第一のコイルばねの線材の外径は前記第一の溝部の周方向幅よりも大きく、前記第一のフック部は前記第一の溝部に圧入されている、請求項2に記載の双方向トルクリミッタ。
- 前記第二のコイルばねの線材の外径は前記第二の溝部の周方向幅よりも大きく、前記第二のフック部は前記第二の溝部に圧入されている、請求項2又は3に記載の双方向トルクリミッタ。
- 軸方向に見て、前記第二のコイルばねと前記第一の溝部とは離隔している、請求項2乃至4のいずれかに記載の双方向トルクリミッタ。
- 前記第一の所定値及び前記第二の所定値は、一方が他方より大きく設定される、請求項1乃至5のいずれかに記載の双方向トルクリミッタ。
- 前記外輪の内側にはフッ素系潤滑剤が封入されている、請求項1乃至6のいずれかに記載の双方向トルクリミッタ。
- 前記内輪は、前記共通の中心軸の周りを回転可能であり、それぞれが円形断面の外周面を有する内輪内側部材及び内輪外側部材を備え、
前記内輪外側部材には、前記内輪内側部材を収容する円形断面の内部空間が形成されるとともに、前記内輪内側部材の外周面と前記内輪外側部材の内周面との間には、円形状に湾曲された薄板弾性片が内周面と外周面とに当接するように配設され、
前記内輪内側部材と前記内輪外側部材との間に第三の所定値よりも小さい回転トルクが付加された場合には、前記内輪内側部材及び前記内輪外側部材は一体回転し、
前記内輪内側部材と前記内輪外側部材との間に前記第三の所定値よりも大きい回転トルクが付加された場合には、前記内輪内側部材は前記内輪外側部材に対し回転し、
前記第三の所定値は前記第一の所定値及び前記第二の所定値よりも大きい、請求項1乃至7のいずれかに記載の双方向トルクリミッタ。
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