(57)【要約】【課題】互いに当接する円錐面（３２）及び対向円錐面（４２）の形成された外側リング（３）及び内側リング（４）を用い、輪ばねの原理を利用して大きな摩擦力を発生させるトルクリミッタにおいて、円錐面（３２）と対向円錐面（４２）との間の焼き付きを防止する新規のトルクリミッタを提供すること。【解決手段】外側リング（３）の内周と内側リング（４）の外周との間に、外側リング（３）の内周に形成された円錐面（３２）と内側リング（４）の外周に形成された対向円錐面（４２）とが当接せず離隔して相互に対向する空間部（Ｓ）を設け、かかる空間部（Ｓ）内に潤滑剤を封入するようにした。【選択図】  図１
2018165525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状の内輪とハウジングとの間に所定値以上の回転トルクが付加されたとき、両者が相対的に回転するトルクリミッタであって、
前記ハウジング内には、共通の中心軸を有する外側リング及び内側リングが相互に隣接して配置され、
前記外側リング及び前記内側リングの一方が前記内輪に、他方が前記ハウジングにそれぞれ相対回転不能に係合されており、
前記外側リングの内周には円錐面が形成されると共に、前記内側リングの外周には、一部が前記円錐面と当接して軸方向に押圧する対向円錐面が形成され、
前記内輪と前記ハウジングとの間に所定値以上の回転トルクが付加されたときは、前記外側リングの円錐面と前記内側リングの対向円錐面との間の摩擦力に抗して、前記内輪と前記ハウジングとが相対的に回転するよう構成されており、さらに、
前記外側リングの内周と前記内側リングの外周との間には、前記円錐面と前記対向円錐面とが当接せず離隔して相互に対向する空間部が設けられ、前記空間部内には潤滑剤が封入される、ことを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】
前記内側リングの対向円錐面には凹部が形成されており、前記空間部は前記対向円錐面に形成された凹部の外側面と前記外側リングの円錐面との間に画成される、請求項１に記載のトルクリミッタ。
【請求項３】
前記外側リングの円錐面には凹部が形成されており、前記空間部は前記円錐面に形成された凹部の外側面と前記内側リングの対向円錐面との間に画成される、請求項１又は２に記載のトルクリミッタ。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記外側リング及び内側リングが設置されるとともに、軸方向の端部に開口が設けられた収容空間を有し、前記開口には、前記開口をシールドしながら、前記外側リングの円錐面及び前記内側リングの対向円錐面を互いに軸方向に押圧する蓋部材が設置された請求項１乃至３のいずれかに記載のトルクリミッタ。
【請求項５】
前記外側リング及び内側リングが、共に、平面部とこれに接続された円錐部とからなる板状の金属により形成される請求項１乃至４のいずれかに記載のトルクリミッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転伝達装置の入力部材と出力部材との間に所定値以上の回転トルクが作用したとき、両者が相対的に回転するトルクリミッタに関し、特に、小型でコンパクトに構成され、潤滑性に優れたトルクリミッタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時においては、各種の部品をモーターで自動的に操作する生活用品、例えば、便座や便蓋が自動的に開閉する便器が広く普及している。このような便器においては、通常、便座や便蓋はモーター駆動によって開閉動させられるが、かかる開閉動の最中に人の手等による外力によっても便座や便蓋が開閉動させられることがある。この場合には、モーターに過負荷がかかってしまうため、これを回避するために、便座や便蓋を駆動する駆動装置には、通常トルクリミッタが装着されている。
【０００３】
便座や便蓋を自動的に開閉動させるための駆動装置の一例として、特許文献１に開示されたものを図１１に、この駆動装置に装着されたトルクリミッタの単体図を図１２に示す。駆動装置ＤＳは、駆動源であるモーターＭ、従動装置である便座や便蓋を開閉動させるための従動歯車体ＪＢ、及びモーターＭと従動歯車体ＪＢとの間に設けられたトルクリミッタＴＬから構成される。
【０００４】
トルクリミッタＴＬは、回転中心となるシャフト部材ＳＭ、このシャフト部材ＳＭに挿通されると共にこれと同軸に設けられる入力部材ＩＭ、出力部材ＯＭ、摩擦部材ＦＭ、及び軸方向ばね力付与部材ＡＭを備える。摩擦部材ＦＭは、何れも環状である複数の入力プレートＩＰ及び出力プレートＯＰから構成される。入力プレートＩＰ及び出力プレートＯＰは軸方向に交互に積層して配設されており、これらは溝と突起の嵌め合いにより、入力部材ＩＭ及び出力部材ＯＭにそれぞれ相対回転不能に係合される。軸方向ばね力付与部材ＡＭは、軸方向ばね力を付与するコイルばねＳＰと、ばね力を調整するナットＮとを備える。コイルばねＳＰによって出力部材ＯＭが軸方向に押圧されると、入力プレートＩＰと出力プレートＯＰとの間には所定の摩擦力が生じる。
【０００５】
通常の場合、即ち、便座や便蓋が所定値以下の回転トルクでモーター駆動によって開閉動する場合においては、モーターＭから伝達された回転駆動によって、入力部材ＩＭが回転すると共に入力部材ＩＭと回転不能に係合された入力プレートＩＰが回転する。入力プレートＩＰは出力プレートＯＰと所定の摩擦力によって接続されているため、出力プレートＯＰ及びこれと回転不能に係合された出力部材ＯＭも一体となって回転する。従って、出力部材ＯＭに接続された従動歯車体ＪＢも入力部材ＩＭと一体となって回転し、従動歯車体ＪＢに接続された便座や便蓋が自動的に開閉動する。
一方、便座や便蓋がモーターによって駆動されている最中に、人の手等で所定の回転トルク以上の外力が加えられた場合には、外力による回転トルクが従動歯車体ＪＢを介して出力部材ＯＭに伝達され、出力プレートＯＰと入力プレートＩＰとの間の摩擦力に打ち勝って、出力プレートＯＰと入力プレートＩＰとの間で滑りが生じる。そのため、所定の回転トルク以上の外力、即ち過負荷、がモーターにかかることが回避される。
【０００６】
ところで、上述したトルクリミッタにおいては、摩擦部材ＦＭに軸方向の押圧力を付与してこれに所定の摩擦力を発生させる軸方向ばね力付与部材ＡＭが、軸方向において出力部材ＯＭとは反対側に位置するため、装置全体をコンパクトにすることができない。そのため、上述したトルクリミッタにあっては、これを例えばパソコンの蓋を駆動モーターで開閉するヒンジ部分など、スペースが狭い場所に設置することができない。
このような問題に対処するよう、本出願人は、本願の出願に先立ち、いわゆる輪ばねのようなばね定数の非常に大きなばねを利用して、小型でコンパクトな構造でありながら、摩擦力を増大し回転トルクの設定値を大きくしたトルクリミッタを提案している（特願２０１６−１７１１０号及び特願２０１６−１７１１１号）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−１５１２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本出願人の提案したトルクリミッタでは、互いに当接する円錐面及び対向円錐面の形成された外側リング及び内側リングが用いられ、外側リング及び内側リングは、回転伝達装置の入力部材と出力部材を構成する内輪又はハウジングにそれぞれ相対回転不能に係合される。そして、外側リングと内側リングとの間に作用する回転トルクが、円錐面と対向円錐面との間で作用する摩擦力を上回ると、両方のリングが相対的に回転を始める。
このトルクリミッタは、輪ばねのように、外側リングが拡径して内側リングが縮径する弾性変形を利用して両者の間に大きな摩擦力を発生できるため、トルクリミッタをコンパクトに構成できる。しかし、次のような点に未だ改善の余地があることが判明した。
【０００９】
本出願人の提案のトルクリミッタにおいては、円錐面及び対向円錐面は外側リングの内周及び内側リングの外周の全体にわたって当接している。そのため、外側リングと内側リングとが相対的に回転する際に円錐面と対向円錐面との間で焼き付きを起こしてしまう恐れがある。
【００１０】
本発明は、本出願人が提案した輪ばねを利用するトルクリミッタにおける、上記したような問題点を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題に鑑み、本発明は、互いに当接する円錐面及び対向円錐面の形成された外側リング及び内側リングを用い、輪ばねの原理を利用して大きな摩擦力を発生させるトルクリミッタにおいて、外側リングの内周と内側リングの外周との間に、外側リングの内周に形成された円錐面と内側リングの外周に形成された対向円錐面とが当接せず離隔して相互に対向する空間部を設け、かかる空間部内に潤滑剤を封入するようにしたものである。即ち、本発明は、
「軸状の内輪とハウジングとの間に所定値以上の回転トルクが付加されたとき、両者が相対的に回転するトルクリミッタであって、
前記ハウジング内には、共通の中心軸を有する外側リング及び内側リングが相互に隣接して配置され、
前記外側リング及び前記内側リングの一方が前記内輪に、他方が前記ハウジングにそれぞれ相対回転不能に係合されており、
前記外側リングの内周には円錐面が形成されると共に、前記内側リングの外周には、一部が前記円錐面と当接して軸方向に押圧する対向円錐面が形成され、
前記内輪と前記ハウジングとの間に所定値以上の回転トルクが付加されたときは、前記外側リングの円錐面と前記内側リングの対向円錐面との間の摩擦力に抗して、前記内輪と前記ハウジングとが相対的に回転するよう構成されており、さらに、
前記外側リングの内周と前記内側リングの外周との間には、前記円錐面と前記対向円錐面とが当接せず離隔して相互に対向する空間部が設けられ、前記空間部内には潤滑剤が封入される」
ことを特徴とするトルクリミッタとなっている。
【００１２】
前記内側リングの対向円錐面には凹部が形成されており、前記空間部は前記対向円錐面に形成された凹部の外側面と前記外側リングの円錐面との間に画成されるのがよい。
前記外側リングの円錐面には凹部が形成されており、前記空間部は前記円錐面に形成された凹部の外側面と前記内側リングの対向円錐面との間に画成されていてもよい。
前記ハウジングは、前記外側リング及び内側リングが設置されるとともに、軸方向の端部に開口が設けられた収容空間を有し、前記開口には、前記開口をシールドしながら、前記外側リングの円錐面及び前記内側リングの対向円錐面を互いに軸方向に押圧する蓋部材が設置されるのがよい。
前記外側リング及び内側リングが、共に、平面部とこれに接続された円錐部とからなる板状の金属により形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のトルクリミッタは、軸状の内輪とハウジングとの間の回転トルクが所定値を超えると相対回転を生じるよう作動するものである。ハウジング内には、共通の中心軸を有する外側リング及び内側リングが相互に隣接して配置され、外側リング及び内側リングの一方が内輪に、他方がハウジングにそれぞれ相対回転不能に係合されている。外側リング及び内側リングには、軸方向荷重により摩擦力を発生する円錐面及び対向円錐面が形成してあり、内輪とハウジングとの間に作用する回転トルクがこの摩擦力よりも大きくなると、両者は相対的に回転する。
このように、本発明のトルクリミッタでは、輪ばねの原理を利用して大きな摩擦力を発生させるため、小型のものであったとしても、内輪とハウジングとの間で大きなトルクの伝達が可能となり、例えば、各種の動力伝達系において、駆動モーター保護用のトルクリミッタに要するスペースを小さくすることができる。
【００１４】
そして、本発明のトルクリミッタでは、外側リングの内周と内側リングの外周との間には、円錐面と対向円錐面とが当接せず離隔して相互に対向する空間部が設けられ、かかる空間部内にはグリスのような潤滑剤が封入される。これにより、外側リングと内側リングとが相対的に回転した際には、潤滑剤が外側リングと内側リングとの摺動部、即ち外側リングの円錐面と内側リングの対向円錐面との間に適宜に供給され、円錐面と対向円錐面との間での焼き付きが回避されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のトルクリミッタの第１実施例の全体的な構造を示す図である。
【図２】図１に示すトルクリミッタのハウジングを示す図である。
【図３】図１に示すトルクリミッタのシールドを示す図である。
【図４】図１に示すトルクリミッタの外側リングを示す図である。
【図５】図１に示すトルクリミッタの内側リングを示す図である。
【図６】本発明のトルクリミッタの第２実施例の全体的な構造を示す図である。
【図７】図６に示すトルクリミッタのハウジングを示す図である。
【図８】図６に示すトルクリミッタのシールドを示す図である。
【図９】図６に示すトルクリミッタの外側リングを示す図である。
【図１０】図６に示すトルクリミッタの内側リングを示す図である。
【図１１】自動開閉便座及び便蓋に用いられる駆動装置の一例を示す図である。
【図１２】図１１に示す駆動装置のトルクリミッタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて、本発明のトルクリミッタについて説明する。図１には、本発明のトルクリミッタの第１実施例の全体的な構造図を示し、図２乃至図５には、その構成部品の単品図を示す。
【００１７】
図１に示すように、本発明のトルクリミッタの第１実施例のものは、固定されたハウジング１を具備し、このハウジング１内には共通の中心軸ｏを有する内輪２（二点鎖線で示す）、外側リング３、及び内側リング４が備えられている。
【００１８】
図１と共に図２及び図３を参照して説明すると、ハウジング１は本体１Ｈ及び蓋部材１Ｓを有する。本体１Ｈは全体として筒状であって、軸方向の片側には端板１Ｈ１が形成されると共に軸方向の他側には円形の開口１Ｈ２が設けられ、内部には収容空間１Ｈ３が形成されている。端板１Ｈ１の中央には円形の孔１Ｈ４が設けられている。本体１Ｈの外周縁部には、周方向に等角度間隔をおいて複数個（本実施例においては６個）のねじ穴１Ｈ５が形成されている。ねじ穴１Ｈ５は何れも軸方向に貫通しており、軸方向他側は開口１Ｈ２に面している。本体１Ｈの外周には軸方向の全長に亘って、外歯１Ｈ６が形成されており、収容空間１Ｈ３の外周には内歯１Ｈ７が形成されている。外歯１Ｈ６は、従動機器を駆動するための一般的な歯車であるが、内歯１Ｈ７は、後述するように、インボリュートスプラインの内歯側をなすものである。外歯１Ｈ６及び内歯１Ｈ７の歯形形状は共にインボリュートであって、外歯１Ｈ６の歯数は４３、内歯１Ｈ７の歯数は２４（ねじ穴１Ｈ５が設けられた角度位置においては歯が設けられていない）となっている。
図３を参照することによって明確に理解されるとおり、蓋部材１Ｓは円環状の板部材であり、外周縁部であって且つ本体１Ｈに設けられたねじ穴１Ｈ５に対応する位置に、小孔１Ｓ１が夫々形成されている。
【００１９】
図１において二点鎖線で示される内輪２は筒状の軸状部材であり、その外周には、歯形形状がインボリュートの外歯２１（歯数は１７）が全長に亘って形成されている。つまり、図１の実施例においては、内輪２は軸方向に長い外歯歯車であって、その一部はインボリュートスプラインの外歯側をなすものである。
後述するとおり、内輪２はモーターのような駆動源からの駆動力を外側リング３に伝達する部材である。そのため、内輪２は本発明のトルクリミッタに必須の部品ということではなく、内輪２には、本発明の外側リング３を相対回転不能に接続する部位が形成されていればよい。駆動源に結合される部位等、その他の形状は適宜に変更することができる。
【００２０】
図１及び図４を参照して説明すると、外側リング３は、内輪２が貫通する孔を有し、外周には外歯３１が設けられている。外歯３１はインボリュート歯形であって、この外歯３１は、ハウジング１の内歯１Ｈ７と嵌り合ってインボリュートスプラインを構成する。外側リング３の内周には、径方向において内方を向く円錐面３２と、この円錐面３２の縮径端から軸方向に延びる円筒面３３とが形成されている。円錐面３２は円筒面３３（軸方向）に対して１０°乃至４０°傾斜しているのが好ましく、図示の実施例においては３０°傾斜している。
【００２１】
図１及び図５を参照して説明すると、内側リング４は、内輪２が貫通する孔を有し、内周には内歯４１が設けられており、内歯４１は、内輪２の外歯２１に篏合してインボリュートスプラインを構成する。内側リング４の外周には、外側リング３の円錐面３２に密着して嵌り合う対向円錐面４２と、この対向円錐面４２の拡径端から軸方向に延びる円筒面４３とが形成されている。図５の左図を参照することによって明確に理解される通り、対向円錐面４２には周方向に等角度間隔をおいて複数個（図示の実施例においては６個）の凹部４４が形成されている。凹部４４は軸方向に延在し、その断面は円弧形状である。
所望ならば、上記凹部４４を内側リング４の対向円錐面４２に形成することに替えて、又はこれと共に、外側リング３の円錐面３２に形成してもよい。
【００２２】
主に図１を参照して説明を続けると、内輪２、外側リング３、及び内側リング４は、例えば以下のようにしてハウジング１内に装着される。
先ず、インボリュートスプラインをなす内輪２の外歯２１と内側リング４の内歯４１とを嵌め合わせ、内側リング４をハウジング１の収容空間１Ｈ３に位置させる。このとき、内側リング４の軸方向端面及び内輪２の軸方向端面（共に図１において右側）が端板１Ｈ１に当接するようにする。次いで、外側リング３を、内輪２に挿通させて円錐面３２が内側リング４の対向円錐面４２と当接すると共に、インボリュートスプラインをなす外歯３１とハウジング１の内歯１Ｈ７とを嵌め合わせて、ハウジング１の収容区間１Ｈ３に位置させる。
これにより、外側リング３の内周と内側リング４の外周との間には、円錐面３２と対向円錐面４２とが当接せず離隔して相互に対向する空間部Ｓが設けられ、かかる空間部Ｓ内に潤滑剤を封入する。図示の実施例においては、空間部Ｓは内側リング４の対向円錐面４２に形成された凹部４４の外側面と外側リング３の円錐面３２との間に画成される。潤滑剤は例えばフッ素系化合物を主成分とするものであり、グリスのような半固体状態であるのが好ましい。その後に、締結ねじ５を用いてハウジング１の本体１Ｈに蓋部材１Ｓを固定する。ハウジング１の本体１Ｈに蓋部材１Ｓが固定されると、蓋部材１Ｓにより外側リング３の軸方向端面が押圧され、外側リング３の円錐面３２と内側リング４の対向円錐面４２とが圧接、即ち当接して軸方向に押圧される（但し凹部４４が形成された部位を除く）。
【００２３】
本発明のトルクリミッタでは、外側リング３と内側リング４とは、円錐面同士で当接しいわゆる「輪ばね」として知られるばね装置と類似の構造をなしている。蓋部材１Ｓにより加えられる軸方向の荷重によって両方のリングは弾性変形し、内側リング３が縮径すると同時に外側リング４が拡径する。この弾性変形に伴い、両方のリングの円錐面の間には摩擦力が作用するが、その摩擦力は、外側リング３と内側リング４の軸方向の相対変位がごく少量であっても非常に大きな値となる。したがって、本発明のトルクリミッタは、小型のものであったとしても、内輪２とハウジング１との間で大きな回転トルクの伝達が可能となる。
【００２４】
次に、主に図１を参照して第１実施例のトルクリミッタの作動について説明する。このトルクリミッタは、例えば、駆動源であるモーターにより従動部材であるパソコンの蓋や便座等を自動的に開閉する回転伝達系において、駆動源のモーターを過負荷から保護するために介在される回転伝達装置であり、内輪２が入力（駆動）部材としてモーターに接続され、ハウジング１が出力（従動）部材としてパソコンの蓋等に接続される。
内輪２とハウジング１とを相対的に回転させるトルクが所定値以下、つまり、従動部材がいわば正常な状態であれば、内輪２に係合された内側リング４の対向円錐面４２とハウジング１に係合された外側リング３の円錐面３２との間の摩擦力により、内輪２とハウジング１とは一体的に回転し、モーターからの回転駆動によって従動部材を駆動することができる。
【００２５】
一方、従動部材であるパソコンの蓋を手で押さえた際など、内輪２とハウジング１との間に所定値よりも大きい回転トルクが付加されると、外側リング３の円錐面３２と内側リング４の対向円錐面４２との間の摩擦力に打ち勝って、外側リング３と内側リング４とが相対的に回転する。つまり、内輪２とハウジング１との間に滑りが生じてモーターと従動部材とが遮断され、モーターが過負荷から保護されることとなる。
本発明のトルクリミッタでは、外側リング３の内周と内側リング４の外周との間には、円錐面３２と対向円錐面４２とが当接せず離隔して相互に対向する空間部Ｓが設けられ、かかる空間部Ｓ内にはグリスのような潤滑剤が封入される。これにより、外側リング３と内側リング４とが相対的に回転した際には、潤滑剤が外側リング３と内側リング４との摺動部、即ち外側リング３の円錐面３２と内側リング４の対向円錐面４２との間に適宜に供給され、円錐面３２と対向円錐面４２との間での焼き付きが回避される。
【００２６】
次いで図６乃至１０に基づき、本発明のトルクリミッタの第２実施例について説明する。図６には、本発明のトルクリミッタの第２実施例の全体的な構造を示す図を示し、図７乃至図１０には、その構成部品の単品図を示す。なお、以下の説明において、第１実施例と同様の構成要素については、その説明を省略して第１実施例の構成要素と同一の符号に「´」を示すことのみとする。
【００２７】
図６と共に図７を参照して説明すると、ハウジング１´の本体１Ｈ´は全体として円筒形状であり、端板１Ｈ１´の外面には、一対の略矩形形状の接続突起１Ｈ８´が形成されている。端板１Ｈ１´の内面には、円形の凹所１Ｈ９´が形成されている。本体１Ｈ´の内周面には、半径方向内側に突出し且つ軸方向に延びる突条１Ｈ１０´が周方向に等角度間隔をおいて６個形成されている。６個の突条１Ｈ１０´のうち、周方向に１個おきに位置する突条１Ｈ１０´の夫々には、軸方向に延びるねじ穴１Ｈ５´が形成されており、ねじ穴１Ｈ５´が形成されていない突条１Ｈ１０´の夫々には、軸方向に突出する円筒形状の係止突部１Ｈ１１´が形成されている。
図８を参照することによって明確に理解されるとおり、蓋部材１Ｓ´は略円環状の板部材であり、外周縁部には、本体１Ｈ´に設けられた係止突部１Ｈ１１´に対応する位置に切欠き１Ｓ２´が、夫々形成されている。
【００２８】
図６において二点鎖線で示される内輪２´は全体的に中実棒状であり、軸方向の片側には外周面に外歯２１´が形成されている。外歯２１´は内輪２´の軸方向の片端から軸方向略中間部まで軸方向に延在しており、その歯数は１３である。軸方向の他端部には接続片２５´が形成されている。
【００２９】
図６と共に図９を参照して説明すると、外側リング３´は、内輪２´の貫通する孔が形成された外側平面部３４´と、この外側平面部３４´の外周に接続された円錐部３５´とを有する板状の金属からなる。外側平面部３４´の内周には内歯３１´が設けられており、その歯数は１２である。円錐部３５´は軸方向に対して１０乃至４０°傾斜しているのが好ましく、図示の実施例においては２０°傾斜している。円錐部３５´の内周には円錐面３２´が設けられている。
【００３０】
図６と共に図１０を参照して説明すると、内側リング４´は、内輪２´の貫通する孔が形成された内側平面部４５´と、この内側平面部４５´の内周に接続された対向円錐部４６´とを有する板状の金属からなる。内側平面部４５´の外周縁部には、上記ねじ穴１Ｈ５´に対応する３個の小孔４７´と、上記小突出部１Ｈ８´と噛み合う３個の切欠き４８´とが形成されている。対向円錐部４６´の外周には対向円錐面４２´が設けられており、対向円錐面４２´には凹部４４´が形成されている。
【００３１】
本実施例のトルクリミッタにおいては、外側リング３´及び内側リング４´を、共に板状の金属からなるものであって、平面部（３４´及び４５´）とそれに連なる（対向）円錐部（３５´及び４６´）とから形成されるようにすることで、外側リング３´及び内側リング４´は、適宜の金属板から加工容易なプレス加工により形成することができる。そのため、トルクリミッタの製造効率を上昇させることができると共に製造コストを低減させることができ、量産化に好都合である。
【００３２】
本実施例のトルクリミッタにおいても、所要通りにして各構成部品が組み合わされると、外側リング３´と内側リング４´とが「輪ばね」として知られるばね装置をなす。そして、外側リング３´の内周と内側リング４´の外周との間には、円錐面３２´と対向円錐面４２´とが当接せず離隔して相互に対向する空間部Ｓ´が設けられ、かかる空間部Ｓ´内に潤滑剤が封入される。本実施例においても、空間部Ｓ´は内側リング４´の対向円錐面４２´に形成された凹部４４´の外側面と外側リング３´の円錐面３２´との間に画成される。そして、モーターのような駆動部材及び機械部品のような従動部材のいずれか一方が内輪２´の接続片２５´に接続され、いずれか他方がハウジング１´の接続突起１Ｈ８´に接続され、上述した第１実施例のトルクリミッタと同様の作用効果を奏することが可能となる。
【００３３】
以上、本発明のトルクリミッタの好適実施形態について詳述した。上記実施例においては、外側リング及び内側リングは１対設けられていたが、これに限定されることはなく、使用用途に応じて外側リング及び内側リングは複数対設けるようにしてもよい。外側リング及び内側リングの設置数が増大することで、円錐面と対向円錐面との摩擦力が増大し、相対回転が生じるトルクをより大きな値に設定することが可能となる。また、上記実施例においては、内輪と外側リング等がスプラインによって相対回転不能に結合されていたが、これに限定されるものではなく、セレーション結合やキーとキー溝との組み合わせ等適宜の結合方法によって相対回転不能に結合するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１：ハウジング
２：内輪
３：外側リング
３２：円錐面
４：内側リング
４２：対向円錐面
４４：凹部
Ｓ：空間部
【図１】
2018165525.tif 000003
【図２】
2018165525.tif 000004
【図３】
2018165525.tif 000005
【図４】
2018165525.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018165525.tif 000008
【図７】
2018165525.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018165525.tif 000011
【図１０】
2018165525.tif 000012
【図１１】
2018165525.tif 000013
【図１２】
2018165525.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月5日(2018.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状の内輪とハウジングとの間に所定値以上の回転トルクが付加されたとき、両者が相対的に回転するトルクリミッタであって、
前記ハウジングは、共通の中心軸を有する外側リング及び内側リングが相互に隣接して配置されるとともに軸方向の端部に開口が設けられた収容空間と、前記開口をシールドする蓋部材とを有し、
前記外側リング及び前記内側リングの一方が前記内輪に、他方が前記ハウジングにそれぞれ相対回転不能に係合されており、
前記外側リングの内周には円錐面が形成されると共に、前記内側リングの外周には、前記蓋部材によって軸方向に押圧されて一部が前記円錐面と当接してこれを軸方向に押圧する対向円錐面が形成され、
前記内輪と前記ハウジングとの間に所定値以上の回転トルクが付加されたときは、前記外側リングの円錐面と前記内側リングの対向円錐面との間の摩擦力に抗して、前記内輪と前記ハウジングとが相対的に回転するよう構成されており、さらに、
前記外側リングの内周と前記内側リングの外周との間には、前記円錐面と前記対向円錐面とが当接せず離隔して相互に対向する空間部が設けられ、前記空間部内には潤滑剤が封入される、ことを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】
前記内側リングの対向円錐面には凹部が形成されており、前記空間部は前記対向円錐面に形成された凹部の外側面と前記外側リングの円錐面との間に画成される、請求項１に記載のトルクリミッタ。
【請求項３】
前記外側リングの円錐面には凹部が形成されており、前記空間部は前記円錐面に形成された凹部の外側面と前記内側リングの対向円錐面との間に画成される、請求項１又は２に記載のトルクリミッタ。
【請求項４】
前記外側リング及び内側リングが、共に、平面部とこれに接続された円錐部とからなる板状の金属により形成される請求項１乃至３のいずれかに記載のトルクリミッタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記の課題に鑑み、本発明は、互いに当接する円錐面及び対向円錐面の形成された外側リング及び内側リングを用い、輪ばねの原理を利用して大きな摩擦力を発生させるトルクリミッタにおいて、外側リングの内周と内側リングの外周との間に、外側リングの内周に形成された円錐面と内側リングの外周に形成された対向円錐面とが当接せず離隔して相互に対向する空間部を設け、かかる空間部内に潤滑剤を封入するようにしたものである。即ち、本発明は、
「軸状の内輪とハウジングとの間に所定値以上の回転トルクが付加されたとき、両者が相対的に回転するトルクリミッタであって、
前記ハウジングは、共通の中心軸を有する外側リング及び内側リングが相互に隣接して配置されるとともに軸方向の端部に開口が設けられた収容空間と、前記開口をシールドする蓋部材とを有し、
前記外側リング及び前記内側リングの一方が前記内輪に、他方が前記ハウジングにそれぞれ相対回転不能に係合されており、
前記外側リングの内周には円錐面が形成されると共に、前記内側リングの外周には、前記蓋部材によって軸方向に押圧されて一部が前記円錐面と当接してこれを軸方向に押圧する対向円錐面が形成され、
前記内輪と前記ハウジングとの間に所定値以上の回転トルクが付加されたときは、前記外側リングの円錐面と前記内側リングの対向円錐面との間の摩擦力に抗して、前記内輪と前記ハウジングとが相対的に回転するよう構成されており、さらに、
前記外側リングの内周と前記内側リングの外周との間には、前記円錐面と前記対向円錐面とが当接せず離隔して相互に対向する空間部が設けられ、前記空間部内には潤滑剤が封入される」
ことを特徴とするトルクリミッタとなっている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
前記内側リングの対向円錐面には凹部が形成されており、前記空間部は前記対向円錐面に形成された凹部の外側面と前記外側リングの円錐面との間に画成されるのがよい。
前記外側リングの円錐面には凹部が形成されており、前記空間部は前記円錐面に形成された凹部の外側面と前記内側リングの対向円錐面との間に画成されていてもよい。
前記外側リング及び内側リングが、共に、平面部とこれに接続された円錐部とからなる板状の金属により形成されていてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
主に図１を参照して説明を続けると、内輪２、外側リング３、及び内側リング４は、例えば以下のようにしてハウジング１内に装着される。
先ず、インボリュートスプラインをなす内輪２の外歯２１と内側リング４の内歯４１とを嵌め合わせ、内側リング４をハウジング１の収容空間１Ｈ３に位置させる。このとき、内側リング４の軸方向端面及び内輪２の軸方向端面（共に図１において右側）が端板１Ｈ１に当接するようにする。次いで、外側リング３を、内輪２に挿通させて円錐面３２が内側リング４の対向円錐面４２と当接すると共に、インボリュートスプラインをなす外歯３１とハウジング１の内歯１Ｈ７とを嵌め合わせて、ハウジング１の収容区間１Ｈ３に位置させる。
これにより、外側リング３の内周と内側リング４の外周との間には、円錐面３２と対向円錐面４２とが当接せず離隔して相互に対向する空間部Ｓが設けられ、かかる空間部Ｓ内に潤滑剤を封入する。図示の実施例においては、空間部Ｓは内側リング４の対向円錐面４２に形成された凹部４４の外側面と外側リング３の円錐面３２との間に画成される。潤滑剤は例えばフッ素系化合物を主成分とするものであり、グリスのような半固体状態であるのが好ましい。その後に、締結ねじ５を用いてハウジング１の本体１Ｈに蓋部材１Ｓを固定して、開口１Ｈ２をシールドする。ハウジング１の本体１Ｈに蓋部材１Ｓが固定されると、蓋部材１Ｓにより外側リング３の軸方向端面が押圧され、外側リング３の円錐面３２と内側リング４の対向円錐面４２とが圧接、即ち当接して軸方向に押圧される（但し凹部４４が形成された部位を除く）。