(57)【要約】【課題】ギアの破損を防止できると共に鋼球の偏摩耗を抑えることができるトルクリミッタ付きギアを提供すること。【解決手段】トルクリミッタ付きギア６は、４つの長孔１０を有する大径ギア１１と、各長孔１０内に移動可能に配置された４個の鋼球１２と、各鋼球１２を挟持する第１および第２の摩擦板１３，１４と、大径ギア１１の中心部に同軸的に配置された小径ギア１５と、この小径ギア１５の中心部に挿通された支軸１６と、小径ギア１５を支軸１６の軸線方向へ弾性付勢するスプリング１７等によって構成されている。大径ギア１１の中心Ｏから各長孔１０に向かって放射状に延びる直線をＰとすると、２つの長孔１０（第１の長孔１０ａ）はその長軸が直線Ｐに対して時計回り方向へ角度＋θだけ傾斜し、残り２つの長孔１０（第２の長孔１０ｂ）はその長軸が直線Ｐに対して半時計回り方向へ角度−θだけ傾斜しており、第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂは大径ギア１１の回転方向に９０度の等間隔を保って交互に形成されている。【選択図】      図３
2004360809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸的に配置された第１および第２のギアと、前記第１のギアに円周方向に所定間隔を存して形成された複数の長孔と、これら長孔内にその長手方向に沿って移動可能に配置された複数の鋼球と、これら鋼球に圧接され前記第２のギアと一体的に回転する摩擦体とを備え、
前記複数の長孔のうち、一部の長孔が前記第１のギアの中心から該長孔を通る直線に対して一方向へ傾斜する第１の長孔であり、残部の長孔が前記第１のギアの中心から該長孔を通る直線に対して反対方向へ傾斜する第２の長孔であることを特徴とするトルクリミッタ付きギア。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記第１および第２の長孔を前記第１のギアの円周方向に沿って交互にＮ個（Ｎは２以上の偶数）ずつ形成したことを特徴とするトルクリミッタ付きギア。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記第１および第２の長孔の前記直線に対する傾斜角の絶対値を略等しく設定すると共に、それぞれ前記第１のギアの中心から、前記第１の長孔の外周側端部に位置する前記鋼球の中心までの距離と前記第２の長孔の内周側端部に位置する前記鋼球の中心までの距離の和と、前記第１の長孔の内周側端部に位置する前記鋼球の中心までの距離と前記第２の長孔の外周側端部に位置する前記鋼球の中心までの距離の和とが略等しくなるように、前記第１および第２の長孔の位置と長軸寸法を設定したことを特徴とするトルクリミッタ付きギア。
【請求項４】
請求項１の記載において、前記第１のギアに１個の前記第１の長孔と２個の前記第２の長孔とを形成すると共に、これら第１および第２の長孔の長軸寸法と前記直線に対する傾斜角の絶対値との少なくとも一方を互いに異ならせたことを特徴とするトルクリミッタ付きギア。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のトルクリミッタ付きギアを用い、モータの回転力を前記トルクリミッタ付きギアを含む減速歯車列を介して可動体に伝達するように構成したことを特徴とする電子機器の動力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種ローディング機構等に使用されるトルクリミッタ付きギアに係り、特に、モータの回転力を駆動源として可動体を動作させる電子機器の動力伝達機構に用いて好適なトルクリミッタ付きギアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表示画面等を有する可動パネルをモータの回転力を駆動源として動作させることにより、この可動パネルを水平方向へスライド移動して筐体に出入動作させたり、筐体から引き出した可動パネルを回動して立ち上げ動作させるという車載用電子機器が普及している。
【０００３】
一般的にこの種の車載用電子機器においては、モータの回転力を可動パネルに伝達する動力伝達機構として、トルクリミッタ付きギアを含む複数の歯車によって構成された減速歯車列が使用されており、例えばモータの回転力を駆動源として可動パネルを回動させる場合は、減速歯車列の最初段の歯車をモータの回転軸に取り付けたウォームギアに噛合させると共に、減速歯車列の最終段の歯車を可動パネルあるいは可動パネルを支持するブラケットに取り付けた歯車に噛合させている。また、トルクリミッタ付きギアは、同軸上に連結された大径ギアおよび小径ギアと、これら両ギア間に介設されたフェルトと、一方のギアを他方のギアに軸線方向へ弾性付勢するコイルばねとによって構成されており、通常、両ギアはフェルトの摩擦力によって一体的に回転するが、動力伝達系に過度の負荷が生じた場合、両ギアはフェルトを介してスリップして過負荷を吸収するようになっている。
【０００４】
このように構成された動力伝達機構では、モータの回転力がウォームギアから減速歯車列を介して可動パネルに伝達されるため、水平状態にある可動パネルを立ち上げたり、その逆に起立状態にある可動パネルを水平状態に戻すことができる。また、この動力伝達系に過度の負荷が生じた場合、例えば回動中の可動パネルにユーザの手指が触れたり、ユーザが可動パネルの起立角度を無理に手動操作した場合、トルクリミッタ付きギアがスリップすることによって過負荷が吸収されるため、減速歯車列の破損が回避されるようになっている。
【０００５】
しかしながら、このようにフェルトを用いたトルクリミッタ付きギアは、フェルトが温度や湿度の影響を受けやすいため安定したトルクを発生することができず、しかも、せいぜい数百ｇｆ・ｃｍ程度の低トルクしか発生できないという難点がある。また、このように低トルクしか発生できないため、かかるフェルト式のトルクリミッタ付きギアを車載用電子機器の動力伝達機構に用いた場合、トルクリミッタ付きギアの配置可能な場所がモータ側から見て減速歯車列の最初段もしくはその近傍に限定されてしまい、設計上の自由度が小さいという問題もある。
【０００６】
一方、高トルクを発生させることができるトルクリミッタ付きギアとして、従来より、フェルトの代わりに複数の鋼球を用いたボールクラッチと呼ばれるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このトルクリミッタ付きギアは、一方のギアにその円周方向に所定間隔を存して複数の孔を形成し、これら孔内にそれぞれ鋼球を保持すると共に、これら鋼球を一対の摩擦板で弾性的に挟持するように構成されており、動力伝達系に過度の負荷が生じた場合、各鋼球が摩擦板に対してスリップすることによって過負荷が吸収されるようになっている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−２２１３４３号公報（第３−４頁、図１，２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来のボールクラッチ（トルクリミッタ付きギア）は高トルクを発生させることができるため、減速歯車列の中にボールクラッチを配置可能なレイアウト上の自由度を広げることができるが、スリップ動作を開始する時のトルク（鋼球の静摩擦係数）がスリップ動作を行っている時のトルク（鋼球の動摩擦係数）に対してかなり高くなるという特性を有している。このため、かかるボールクラッチを上述した車載用電子機器の動力伝達機構に使用した場合、可動パネルに過負荷が加えられて鋼球が摩擦板に対してスリップし始める時に、トルクが必要以上に高くなり過ぎてギアの破損を招来するという問題がある。このような理由から、スリップ動作時のトルクをある程度低く設定せざるを得ず、高トルク化という利点を十分に発揮することができなかった。
【０００９】
また、一般的にこの種の動力伝達機構においては、可動パネルが往路または復路の末端位置まで移動した後も、モータが僅かに回転し続けてボールクラッチをスリップ動作させるようになっているため、ギアの正転逆転時にボールクラッチがスリップ動作する頻度は高くなっているが、従来のボールクラッチはギアに形成した孔によって鋼球が位置規制されているため、ギアの正転時と逆転時に鋼球の同一個所が摩擦板とスリップしてしまい、鋼球が偏摩耗するという問題もあった。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、ギアの破損を防止できると共に鋼球の偏摩耗を抑えることができるトルクリミッタ付きギアを提供することにあり、その第２の目的は、減速歯車列中に介在されるトルクリミッタ付きギアに安定した高トルクを発生させることができる電子機器の動力伝達機構を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ギアに形成された複数の長孔内にそれぞれ鋼球を移動可能に配置すると共に、一部の長孔と残部の長孔をギアの回転方向に対して互いに逆向きに傾斜させることとする。このような長孔をギアに形成すると、ギアの一方向への回転中にスリップ動作が開始するとき、一部の鋼球が長孔の外周側へ移動すると共に、残部の鋼球が長孔の内周側へ移動し、その反対にギアの他方向への回転中にスリップ動作が開始するとき、一部の鋼球が長孔の内周側へ移動すると共に、残部の鋼球が長孔の外周側へ移動する。したがって、ギアの正転逆転時に各鋼球が回転方向に対して斜め内周と斜め外周に移動するため、スリップ動作時のトルクに対するスリップ開始時のトルクの差を小さくしてギアの破損を防止できると共に、鋼球の偏摩耗を抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上述した第１の目的を達成するために、本発明のトルクリミッタ付きギアは、同軸的に配置された第１および第２のギアと、前記第１のギアに円周方向に所定間隔を存して形成された複数の長孔と、これら長孔内にその長手方向に沿って移動可能に配置された複数の鋼球と、これら鋼球に圧接され前記第２のギアと一体的に回転する摩擦体とを備え、前記複数の長孔のうち、一部の長孔が前記第１のギアの中心から該長孔を通る直線に対して一方向へ傾斜する第１の長孔であり、残部の長孔が前記第１のギアの中心から該長孔を通る直線に対して反対方向へ傾斜する第２の長孔であるように構成した。
【００１３】
このように構成されたトルクリミッタ付きギアでは、正逆いずれか一方向へ回転中に過負荷が発生したとき、一部の鋼球が第１の長孔の外周側へ移動すると共に、残部の鋼球が第２の長孔の内周側へ移動し、その反対に他方向へ回転中に過負荷が発生したとき、一部の鋼球が第１の長孔の内周側へ移動すると共に、残部の鋼球が第２の長孔の外周側へ移動するため、正転逆転時に各鋼球が回転方向に対して斜め内周と斜め外周に移動してスリップ動作し、その結果、スリップ動作時のトルクに対するスリップ開始時のトルクの差を小さくしてギアの破損を防止できると共に、鋼球の偏摩耗を抑えることができる。
【００１４】
上記の構成において、第１および第２の長孔の総個数は最小３個あれば良いが、これら第１および第２の長孔を第１のギアの円周方向に沿って交互にＮ個（Ｎは２以上の偶数）、すなわち４以上の偶数個形成した場合、第１および第２の長孔の直線に対する傾斜角の絶対値を略等しく設定すると共に、それぞれ第１のギアの中心から、第１の長孔の外周側端部に位置する鋼球の中心までの距離と第２の長孔の内周側端部に位置する鋼球の中心までの距離の和と、第１の長孔の内周側端部に位置する鋼球の中心までの距離と第２の長孔の外周側端部に位置する鋼球の中心までの距離の和とが略等しくなるように、第１および第２の長孔の位置と長軸寸法を設定することが好ましく、このようにすると正転逆転時に各鋼球を摩擦体に対してバランス良く移動させることができ、かつ、各鋼球を介して伝達されるトルクが正転時と逆転時とでほぼ一定となる。また、第１および第２の長孔の総個数を最小３個にした場合、第１のギアに１個の第１の長孔と２個の第２の長孔とを形成すると共に、これら第１および第２の長孔の長軸寸法と直線に対する傾斜角の絶対値との少なくとも一方を互いに異ならせることが好ましい。
【００１５】
また、上述した第２の目的を達成するために、本発明による電子機器の動力伝達機構は、上記の如く構成されたトルクリミッタ付きギアを用い、このトルクリミッタ付きギアを含む減速歯車列を介してモータの回転力を可動体に伝達するように構成した。
【００１６】
このように構成された動力伝達機構によれば、減速歯車列中に介在されるトルクリミッタ付きギアに安定した高トルクを発生させることができるため、減速歯車列の中にトルクリミッタ付きギアを配置可能なレイアウト上の自由度が広がり、しかも、このトルクリミッタ付きギアのスリップ動作時のトルクに対するスリップ開始時のトルクの差を小さくすることができるため、動力伝達系に過負荷が加えられた時のギアの破損を防止することができる。
【００１７】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施例に係るトルクリミッタ付きギアの断面図、図２は該トルクリミッタ付きギアの分解斜視図、図３は該トルクリミッタ付きギアに備えられる第１のギアと鋼球の説明図、図４は本発明が適用される車載用可動モニタ装置の側面図、図５は該車載用可動モニタ装置に備えられる動力伝達機構の平面図である。
【００１８】
図４に示すように、車載用可動モニタ装置は箱形の筐体１を具備し、この筐体１は車内のインストルメントパネル等に設置されるようになっている。筐体１の内部にはスライド体２が収納されており、このスライド体２の先端にモニタ装置３が回動可能に連結されている。図示せぬが、モニタ装置３はＬＣＤ等の表示画面を有し、この表示画面にナビゲーションシステムやオーディオシステム等の各種情報が表示されるようになっている。スライド体２は筐体１内に配設された図示せぬモータによって前後進方向へスライド動作されるようになっており、このスライド体２が前進動作されて筐体１の前面から突出すると、それに伴ってモニタ装置３は水平姿勢を保った状態で筐体１の前面から引き出される。この引き出し状態において、モニタ装置３は後述する動力伝達機構によって回動動作され、図１の実線で示す水平状態から破線で示す起立状態への立ち上げ動作や、その逆に起立状態から水平状態への立ち下げ動作が行われる。
【００１９】
図５に示すように、前述した動力伝達機構は、スライド体２を動作する前記モータとは別のモータ４と、このモータ４の回転力を減速してモニタ装置３に伝達する減速歯車列５とで構成されており、この減速歯車列５の中にはトルクリミッタ付きギア６が介在されている。これらモータ４と減速歯車列５は図示せぬブラケットに取り付けられてユニット化されており、このブラケットはスライド体２に搭載されている。減速歯車列５はトルクリミッタ付きギア６を含む複数の歯車によって構成され、これら歯車は同軸配置された大径ギアと小径ギアをそれぞれ有し、最初段の歯車（符号５ａを付す）の大径ギアはモータ４の回転軸に取り付けられたウォームギア７に噛合している。以下、モータ４から見て上流側の歯車の小径ギアに下流側の歯車の大径ギアが順次噛合することにより、モータ４の回転力が減速歯車列５の各歯車で減速されるようになっており、トルクリミッタ付きギア６は減速歯車列５の最終段に配置されている。このトルクリミッタ付きギア６の具体的構成については後述するが、トルクリミッタ付きギア６の小径ギアに別の歯車８が噛合され、この歯車８はモニタ装置３に取り付けられた歯車９と噛合している。
【００２０】
なお、このようにモータ４の回転力を減速歯車列５で減速してモニタ装置３に伝達する動力伝達系においては、モニタ装置３に近くなるほどトルクは高くなるが、モータ４側に近い最初段の歯車５ａやその近傍の歯車はトルクが低い場所に配置されることになる。このような理由から本実施例では、減速歯車列５の最初段の歯車５ａを含む複数の歯車として、金属製ギアに比べて安価で軽量な合成樹脂製ギアを用いているが、必要に応じて減速歯車列５の全ての歯車を金属製ギアにしてもよい。
【００２１】
図１と図２に示すように、前述したトルクリミッタ付きギア６は、４つの長孔１０を有する入力側の大径ギア１１と、各長孔１０内に移動可能に配置された４個の鋼球１２と、各鋼球１２を挟持する第１および第２の摩擦板１３，１４と、大径ギア１１の中心部に同軸的に配置された出力側の小径ギア１５と、この小径ギア１５の中心部に挿通された支軸１６と、小径ギア１５を支軸１６の軸線方向へ弾性付勢するスプリング１７等によって構成されており、大径ギア１１と小径ギア１５ならびに第１および第２の摩擦板１３，１４は金属材料で形成されている。
【００２２】
大径ギア１１は外周面に歯部１１ａと中央部にガイド孔１１ｂを有し、図５に示すように、この歯部１１ａは上流側に位置する減速歯車列５の歯車（符号５ｂを付す）の小径ギアに噛合している。大径ギア１１にはガイド孔１１ｂを中心とする同一円上に４つの長孔１０が９０度の等間隔で形成されており、鋼球１２の直径は長孔１０の短軸方向の長さとほぼ等しく設定されている。これにより、各鋼球１２は対応する長孔１０の短軸方向に位置規制され、長孔１０の長軸方向に沿って移動可能となっている。
【００２３】
図３に示すように、４つの長孔１０の長軸方向の中心位置はガイド孔１１ｂを中心とする半径Ｒの同一円上にあり、大径ギア１１の中心Ｏから各長孔１０に向かって放射状に延びる直線をＰとすると、図示上下２つの長孔１０（以下これらを第１の長孔と称し、符号１０ａを付す）は、その長軸が直線Ｐに対して時計回り方向へ角度＋θだけ傾斜しており、残りの図示左右２つの長孔１０（以下これらを第２の長孔と称し、符号１０ｂを付す）は、その長軸が直線Ｐに対して半時計回り方向へ角度−θだけ傾斜している。すなわち、２つの第１の長孔１０ａと２つの第２の長孔１０ｂは平面的に見ると全て同一形状に形成されているが、大径ギア１１の回転方向について見ると、直線Ｐに対する第１の長孔１０ａの傾斜方向と第２の長孔１０ｂの傾斜方向は逆であり、それぞれの傾斜角（±θ）の絶対値は同じに設定されている。そして、４つの鋼球１２がこれら第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂ内にそれぞれ長軸方向に沿って移動可能に配置されているため、大径ギア１１の中心Ｏから第１の長孔１０ａの外周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ１と第２の長孔１０ｂの内周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ２の和（２Ｒ１＋２Ｒ２）と、大径ギア１１の中心Ｏから第１の長孔１０ａの内周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ２と第２の長孔１０ｂの外周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ１の和（２Ｒ１＋２Ｒ２）とが略等しくなっている。
【００２４】
小径ギア１５は下部外周面に歯部１５ａを有し、図５に示すように、この歯部１５ａは下流側の歯車８に噛合している。小径ギア１５の上端中央部に円筒状のガイド筒１５ｂが突設されており、このガイド筒１５ｂは大径ギア１１のガイド孔１１ｂを挿通して上方へ突出している。ガイド筒１５ｂの下部周面には４つの係合突起１５ｃが形成されており、ガイド筒１５ｂの上端面には他の係合突起１５ｄが形成されている。第２の摩擦板１４には外周縁に４つの係合溝１４ａを有する係合孔１４ｂが形成されており、この係合孔１４ｂをガイド筒１５ｂに挿入して各係合溝１４ａを各係合突起１５ｃに係止することにより、第２の摩擦板１４は小径ギア１５と一体的に回転するようになっている。第１の摩擦板１３には係合孔１３ａが形成されており、この係合孔１３ａをガイド筒１５ｂの上端面の係合突起１５ｄに係止することにより、第１の摩擦板１３も小径ギア１５と一体的に回転するようになっている。
【００２５】
さらに、小径ギア１５の中央部には軸孔１５ｅとこの軸孔１５ｅに連通する中空部１５ｆが形成されており、支軸１６はこれら中空部１５ｆと軸孔１５ｅを挿通して小径ギア１５の上方へ突出している。この支軸１６の上端部には係止溝１６ａが形成されており、この係止溝１６ａにＥリングと称せられる止め金１８を係止することにより、第１の摩擦板１３は支軸１６からの脱落が防止されている。スプリング１７は中空部１５ｆの内部に配置されており、このスプリング１７の両端は中空部１５ｆの上面と支軸１６の下端に形成された鍔部１６ｂとにそれぞれ弾接している。これにより小径ギア１５が支軸１６の軸線方向へ付勢されるため、各鋼球１２は第１および第２の摩擦板１３，１４によって弾性的に挟持されることになる。
【００２６】
このように構成されたトルクリミッタ付きギア６では、大径ギア１１と各鋼球１２が小径ギア１５のガイド筒１５ｂを中心に一体的に回転すると共に、小径ギア１５と第１および第２の摩擦板１３，１４が支軸１６を中心に一体的に回転し、各鋼球１２と第１および第２の摩擦板１３，１４との間に摩擦力が発生するようになっている。したがって、モータ４の回転力によってモニタ装置３を回動させる場合は、入力側の大径ギア１１に連動して各鋼球１２が回転すると、各鋼球１２と第１および第２の摩擦板１３，１４間の摩擦力によって出力側の小径ギア１５もに回転し、大径ギア１１と小径ギア１５とはスリップすることなく一体的に回転する。一方、モニタ装置３に外部から過負荷が加えられた場合、例えば回動中のモニタ装置３にユーザの手指が触れたり、ユーザがモニタ装置３の起立角度を無理に手動操作した場合、入力側の大径ギア１１に連動して各鋼球１２は回転するが、出力側の小径ギア１５と第１および第２の摩擦板１３，１４は回転しないため、各鋼球１２が第１および第２の摩擦板１３，１４に対してスリップする。
【００２７】
ここで、モータ４の正転時に大径ギア１１が図３の時計回り方向（矢印Ａ）に回転し、モータ４の逆転時に大径ギア１１が図３の反時計回り方向（矢印Ｂ）に回転することとすると、大径ギア１１が矢印Ａ方向へ回転中に小径ギア１５からの出力側に過負荷が発生した場合、図示上下２つの鋼球１２が直線Ｐに対して傾斜する第１の長孔１０ａに沿ってその内周側へ破線で示すように移動し、図示左右２つの鋼球１２が同様に第２の長孔１０ｂの外周側へ破線で示すように移動する。このとき、鋼球１２が第１の長孔１０ａの外周側端部から内周側端部まで移動する移動量と、鋼球１２が第２の長孔１０ｂの内周側端部から外周側端部まで移動する移動量とはほぼ同じである。一方、大径ギア１１が矢印Ｂ方向へ回転中に小径ギア１５からの出力側に過負荷が発生した場合、図示上下２つの鋼球１２が第１の長孔１０ａの外周側へ実線で示すように移動し、図示左右２つの鋼球１２が第２の長孔１０ｂの内周側へ実線で示すように移動する。このときも、鋼球１２が第１の長孔１０ａの内周側端部から外周側端部まで移動する移動量と、鋼球１２が第２の長孔１０ｂの外周側端部から内周側端部まで移動する移動量とはほぼ同じである。
【００２８】
すなわち、トルクリミッタ付きギア６がスリップ動作するとき、各鋼球１２が第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの長軸方向に沿って斜め内周と斜め外周にほぼ同量ずつ移動した後、各鋼球１２が第１および第２の摩擦板１３，１４に対してスリップするため、第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの傾斜角によってスリップ開始時のトルクを低くすることができ、その結果、スリップ動作時のトルクに対するスリップ開始時のトルクの差を小さくし、大径ギア１１や小径ギア１５の破損を防止できると共に、各鋼球１２の偏摩耗を抑えることができる。なお、トルクリミッタ付きギア６のスリップ開始時のトルクは第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの傾斜角（±θ）によって変更可能であり、この傾斜角（±θ）の絶対値を大きくするのに伴ってスリップ開始時のトルクは低くなる。
【００２９】
また、前述したように、大径ギア１１の中心Ｏから第１の長孔１０ａの外周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ１と第２の長孔１０ｂの内周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ２の和（２Ｒ１＋２Ｒ２）と、大径ギア１１の中心Ｏから第１の長孔１０ａの内周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ２と第２の長孔１０ｂの外周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ１の和（２Ｒ１＋２Ｒ２）とが略等しくなるように、第１の長孔１０ａと第２の長孔１０ｂの位置および長軸寸法を設定したことにより、大径ギア１１の正転時と逆転時とで各鋼球１２から第１および第２の摩擦板１３，１４を介して小径ギア１５に伝達されるトルクはほぼ一定となり、モニタ装置３の立ち上げ動作と立ち下げ動作が安定して行える。
【００３０】
上記した実施例においては、筐体１から引き出されたモニタ装置３をモータ４を駆動源とする動力伝達機構で回動動作することにより、図１の実線で示す水平状態から破線で示す起立状態への立ち上げ動作や、その逆に起立状態からの立ち下げ動作が行われる。この場合、モータ４の回転力はウォームギア７から減速歯車列５の各歯車を経て最終段のトルクリミッタ付きギア６に伝達された後、歯車８，９を介してモニタ装置３に伝達されるため、モニタ装置３はモータ４を駆動源として電動動作される。ここで、トルクリミッタ付きギア６は各鋼球１２と金属製の第１および第２の摩擦板１３，１４との間で摩擦力を発生させるようになっているため、フェルト式のトルクリミッタ付きギアでは不可能であった高トルク、例えば数ｋｇｆ・ｃｍという高トルクを発生させることができるのみならず、温度や湿度の影響を受けにくい安定したトルクを発生させることができる。したがって、減速歯車列５の中でトルクが高い最終段にトルクリミッタ付きギア６を配置しても、モータ４の回転力によってモニタ装置３を確実に動作させることができ、トルクリミッタ付きギア６を配置可能なレイアウト上の自由度を広げることができる。
【００３１】
一方、このようなモニタ装置３を電動動作する動力伝達系に過度の負荷が生じた場合、例えば回動動作中のモニタ装置３にユーザの手指が触れたり、ユーザがモニタ装置３の起立角度を無理に手動操作した場合、前述したようにトルクリミッタ付きギア６の各鋼球１２と第１および第２の摩擦板１３，１４との間のスリップによって過負荷が吸収されるため、減速歯車列５の各歯車に大きな力は作用せず、これら歯車の破損を確実に回避することができる。
【００３２】
特に、本実施例においては、モニタ装置３の回動動作の途中でこのような過負荷が生じた場合に、モータ４を逆転させてモニタ装置３を回動動作前の状態（水平状態または起立状態）へ戻すように制御しており、かかるモータ４の逆転に伴ってトルクリミッタ付きギア６がスリップ動作する際に、各鋼球１２が第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂ内を図３の破線位置から実線位置へと斜めに移動した後に、各鋼球１２が第１および第２の摩擦板１３，１４に対してスリップするため、スリップ動作時のトルクに対するスリップ開始時のトルクの差を小さくして大径ギア１１や小径ギア１５の破損を確実に防止することができる。
【００３３】
また、本実施例においては、モニタ装置３が立ち上げ方向と立ち下げ方向の末端位置まで移動した後も、モータ４が僅かに回転し続けてトルクリミッタ付きギア６をスリップ動作させるようになっているため、モニタ装置３が起立してトルクリミッタ付きギア６がスリップ動作を開始するときに、各鋼球１２が大径ギア１１の矢印Ａ方向の回転に伴って図３の破線位置から実線位置へと斜めに移動した後、各鋼球１２が第１および第２の摩擦板１３，１４に対してスリップし、その逆にモニタ装置３が水平に戻ってトルクリミッタ付きギア６がスリップ動作を開始するときも、各鋼球１２が大径ギア１１の矢印Ｂ方向の回転に伴って図３の実線位置から破線位置へと斜めに移動した後、各鋼球１２が第１および第２の摩擦板１３，１４に対してスリップする。このようにモニタ装置３の一連の回動動作中にトルクリミッタ付きギア６がスリップ動作する頻度は高くなっているが、かかるスリップ動作時に各鋼球１２が第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂに沿って斜め内周と斜め外周に移動した後、各鋼球１２が第１および第２の摩擦板１３，１４に対してスリップするため、スリップ動作時のトルクに対するスリップ開始時のトルクの差を小さくすることができ、しかも、かかる大径ギア１１の正転逆転時に各鋼球１２の異なる部位が第１および第２の摩擦板１３，１４とスリップするため、各鋼球１２の偏摩耗を抑制することができる。
【００３４】
なお、上記実施例では、４個の鋼球１２を使用したトルクリミッタ付きギア６について説明したが、鋼球１２の数は４個に限定されず、鋼球１２の数が３以上の奇数個や６以上の偶数個であっても良い。
【００３５】
例えば６個の鋼球１２を使用する場合は、図６に示すように、大径ギア１１に３つの第１の長孔１０ａと３つの第２の長孔１０ｂとを６０度の等間隔で交互に形成し、これら第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂ内にそれぞれ鋼球１２を移動可能に配置すれば良い。このように鋼球１２の数が６以上の偶数個である場合、大径ギア１１の同一円（半径Ｒ）上に第１の長孔１０ａと第２の長孔１０ｂとを交互に等間隔を保って形成すると共に、各第１の長孔１０ａの長軸を直線Ｐに対して時計回り方向へ角度＋θだけ傾斜させ、各第２の長孔１０ｂの長軸を直線Ｐに対して半時計回り方向へ角度−θだけ傾斜させれば、上記した鋼球１２が４個の場合と同様に、大径ギア１１の回転方向に拘わらずトルクリミッタ付きギア６のスリップ動作時に、各鋼球１２を第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの長軸方向に沿って斜め内周と斜め外周に移動せさた後、各鋼球１２を第１および第２の摩擦板１３，１４に対してスリップさせることができる。
【００３６】
また、３個の鋼球１２を使用する場合は、図７に示すように、大径ギア１１に１つの第１の長孔１０ａと２つの第２の長孔１０ｂを１２０度の等間隔で形成し、これら第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂ内にそれぞれ鋼球１２を移動可能に配置すれば良い。ここで、第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの長軸方向の中心位置はガイド孔１１ｂを中心とする半径Ｒの同一円上にあるが、第１の長孔１０ａの長軸は直線Ｐに対して時計回り方向へ角度＋θだけ傾斜し、両第２の長孔１０ｂの長軸は直線Ｐに対して半時計回り方向へ角度−θだけ傾斜している。さらに、第１の長孔１０ａの長軸方向の長さに比べて第２の長孔１０ｂの長軸方向の長さは長さは短めに設定されており、大径ギア１１の中心Ｏから第１の長孔１０ａの外周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ１ａは第２の長孔１０ｂの内周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ１ｂよりも長く、大径ギア１１の中心Ｏから第１の長孔１０ａの内周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ２ａは第２の長孔１０ｂの内周側端部に位置する鋼球１２の中心までの距離Ｒ２ｂよりも短くなっている。これらの距離Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂは、大径ギア１１の正転時と逆転時とで、小径ギア１５に伝達されるトルクがほぼ一定となるような寸法に設定されている。
【００３７】
このように構成されたトルクリミッタ付きギア６において、大径ギア１１が図７の矢印Ａ方向へ回転中にスリップ動作した場合、図示上方の鋼球１２は第１の長孔１０ａの内周側へ破線で示すように大きく移動し、図示左右下方の２つの鋼球１２は第２の長孔１０ｂの外周側へ破線で示すように小さく移動する。一方、大径ギア１１が図７の矢印Ｂ方向へ回転した場合、図示上方の鋼球１２は第１の長孔１０ａの外周側へ実線で示すように大きく移動し、図示左右下方の２つの鋼球１２は第２の長孔１０ｂの内周側へ実線で示すように小さく移動する。すなわち、大径ギア１１の回転方向に拘わらずトルクリミッタ付きギア６のスリップ動作時に、各鋼球１２が長軸寸法を異にする第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの長軸方向に沿って斜め内周と斜め外周に移動した後、各鋼球１２が第１および第２の摩擦板１３，１４に対してスリップするため、第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの傾斜角によってスリップ開始時のトルクを低くすることができ、その結果、スリップ動作時のトルクに対するスリップ開始時のトルクの差を小さくし、大径ギア１１や小径ギア１５の破損を防止できると共に、各鋼球１２の偏摩耗を抑えることができる。しかも、かかるトルクリミッタ付きギア６のスリップ動作時に、数が少ない方の第１の長孔１０ａ内を移動する鋼球１２の移動量に対し、数が多い方の第２の長孔１０ｂ内を移動する鋼球１２の移動量を小さくしたので、大径ギア１１の正転逆転時に各鋼球１２を第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの長軸方向に沿って斜め内周と斜め外周にバランス良く移動させることができる。
【００３８】
なお、鋼球１２の数が３個を含む奇数個である場合、上記したように第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの長軸寸法を互いに異ならせることが好ましいが、その代わりに第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの傾斜角（±θ）の絶対値を互いに異ならせたり、第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの長軸寸法を互いに異ならせた上で両者の傾斜角（±θ）の絶対値を互いに異ならせても良い。例えば、第１の長孔１０ａの数を第２の長孔１０ｂよりも少なくした場合、数が少ない第１の長孔１０ａを所定方向へθ１だけ傾斜すると共に、数が多い第２の長孔１０ｂを反対方向へより小さい角度−θ２だけ傾斜すれば、大径ギア１１の正転逆転時に各鋼球１２を第１および第２の長孔１０ａ，１０ｂの長軸方向に沿って斜め内周と斜め外周にバランス良く移動させることができる。
【００３９】
また、上記実施例では、本発明によるトルクリミッタ付きギア６を車載用可動モニタ装置の動力伝達機構、すなわち可動体であるモニタ装置３の立ち上げと立ち下げを行う動力伝達機構に適用した場合について説明したが、前述したスライド体２を前後進方向へスライド動作する動力伝達機構や、車載用オーディオ装置の表示パネル（ノーズ）の駆動機構等、高トルクの駆動力が必要となる電子機器の動力伝達機構全般に適用可能である。
【００４０】
なお、上記実施例では、長孔１０ａ，１０ｂを大径ギア１１を貫通する貫通孔として形成しているが、有底の長孔として大径ギアの一側面に設けた摩擦板に鋼球１２を圧接させるようにしても良い。また、摩擦板を削除して小径ギアのフランジ面に鋼球１２を直接圧接させるようにすることもでき、この場合、小径ギアのフランジ面が摩擦板として機能する。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４２】
ギアに形成された複数の長孔内にそれぞれ鋼球を移動可能に配置すると共に、一部の長孔と残部の長孔をギアの回転方向に対して互いに逆向きに傾斜させたので、トルクリミッタ付きギアが正逆いずれか一方向へ回転中にスリップ動作するとき、一部の鋼球が第１の長孔の外周側へ移動すると共に、残部の鋼球が第２の長孔の内周側へ移動した後、各鋼球が摩擦体に対してスリップ動作し、その反対にトルクリミッタ付きギアが他方向へ回転中にスリップ動作するとき、一部の鋼球が第１の長孔の内周側へ移動すると共に、残部の鋼球が第２の長孔の外周側へ移動した後、各鋼球が摩擦体に対してスリップ動作する。このようにトルクリミッタ付きギアのスリップ動作時に、各鋼球が回転方向に対して斜め内周と斜め外周に移動した後にスリップ動作するため、スリップ動作時のトルクに対するスリップ開始時のトルクの差を小さくしてギアの破損を防止できると共に、鋼球の偏摩耗を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るトルクリミッタ付きギアの断面図である。
【図２】該トルクリミッタ付きギアの分解斜視図である。
【図３】該トルクリミッタ付きギアに備えられる第１のギアと鋼球の説明図である。
【図４】本発明が適用される車載用可動モニタ装置の側面図である。
【図５】該車載用可動モニタ装置に備えられる動力伝達機構の平面図である。
【図６】長孔の変形例を示す第１のギアの説明図である。
【図７】長孔の変形例を示す第１のギアの説明図である。
【符号の説明】
１  筐体
２  スライド体
３  モニタ装置（可動体）
４  モータ
５  減速歯車列
６  トルクリミッタ付きギア
１０  長孔
１０ａ  第１の長孔
１０ｂ  第２の長孔
１１  大径ギア（第１のギア）
１１ａ  歯部
１１ｂ  ガイド孔
１２  鋼球
１３  第１の摩擦板
１４  第２の摩擦板
１５  小径ギア（第２のギア）
１５ａ  歯部
１５ｂ  ガイド筒
１６  支軸
１７  スプリング
１８  止め金
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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