(57)【要約】【目的】双方向の安定したトルク値を維持し、使用環境や成形時の樹脂形状によるトルク変動が受けずらく、成形の際、部品形状に左右されない樹脂成形型のトルクリミッタ又はヒンジを提供すること。【解決手段】回転軸２を圧入した金属スリーブ１を合成樹脂材料３が内包するように形成された樹脂成形型トルク伝達部材において、合成樹脂材料３は回転軸２に回転力が加わったときに、金属スリーブ１の開放部が開くのを防ぐ程度の機械的強度を維持し、トルクリミッタの使用環境や樹脂の成形形状によるトルク変動の影響を抑える。また、開放部の立ち上がり部１ａ、１ｂと回転軸２の外面とで囲まれた領域に成形時における位置固定用の空孔４を設け、金属スリーブ１と合成樹脂材料３との成形時の位置ずれを防ぐ。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属スリーブと該金属スリーブに圧入された回転軸との摩擦抵抗を利用したトルク伝達部材において、
前記金属スリーブはその一部分が長さ方向に開いた開放部を有すると共に、その開放部の両端部が立ち上がった起立部を有し、合成樹脂材料で少なくとも前記起立部を覆うように成形してなり、
前記開放部の溝に充填された合成樹脂材料の少なくとも1箇所に空孔を設けたことを特徴とする樹脂成形型トルク伝達部材。
【請求項２】
金属スリーブと該金属スリーブに圧入された回転軸との摩擦抵抗を利用したトルク伝達部材において、
前記開放部の溝に充填された合成樹脂材料の少なくとも1箇所に空孔を設けたことを特徴とする樹脂成形型トルク伝達部材であって、
前記合成樹脂材料の熱収縮によるトルク変動に支障をきたさない程度に前記合成樹脂材料が前記金属スリーブの円周方向を包囲した樹脂成形型トルク伝達部材。
【請求項３】
前記合成樹脂材料の少なくとも１箇所に肉抜き部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形型トルク伝達部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種ロボットの駆動モータなどにかかる過負荷を防ぐためのトルクリミッタ、あるいは比較的大きなトルクを持つ蓋などを任意の開閉角度で保持するのに適したヒンジに関する。
【０００２】
【従来技術】一般に、ロボットや比較的複雑な自動機などにあっては複数のステッピングモータやサーボモータなどを用いており、これらモータを過負荷から保護するために、設定トルク以上の力が加わった場合には回転を始めてそれ以上に大きな力がモータにかからないように作用するトルクリミッタが備えられている場合がある。特に、このような用途のトルクリミッタ又はヒンジにあっては小型で長期間安定した比較的大きな回転トルクをもつことが要求される。
従来の樹脂成形型トルク伝達部材は、パソコンなどの蓋部材とともに一体的に回動する金属性軸部材と、その金属製軸部材を回動自在に支持する合成樹脂材料からなる軸回動支持部材とで構成され、金属製軸部材と合成樹脂製軸回動支持部材との間のトルクを利用している。（例えば、特許文献１参照）。
また、一部分に開放部を有する金属スリーブが合性樹脂で覆われた金属スリーブとこの金属スリーブに圧入された回転軸からなり、合成樹脂の成形時の収縮に伴う内部応力の摩擦抵抗による回転トルクを利用しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２０００−２７８４６号公報（第３−４項、図１）
【特許文献２】
特願２００１−１４１２９６号（第４−６項、図１―２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような樹脂型トルクリミッタは回転軸部材である金属材料とその一部分を内包するように成形された合成樹脂を使用しているため、トルクリミッタの使用環境による合成樹脂の熱収縮が原因でトルク変動が生じ、特に合成樹脂の占有部が多い場合ではトルクが不安定になるという問題点があった。
また、金属スリーブに圧入された回転軸の外側を合成樹脂で射出成形する時に、インサート側にスリットを設けて成形時の位置合わせをしているが、回転軸の形状によっては成形時に型合わせができず、つまり型干渉を引起して、スリット位置が固定できずに成形不良の原因となることがあった。
本発明は、このような問題点を解決することを目的とし、使用環境や樹脂の成形形状によるトルク変動の影響を受け難くし、双方向の安定したトルク値を得ることのできる樹脂型トルク伝達部材を提供することを目的としている。
【０００５】また、射出成形時の型干渉を防ぎ、回転軸の形状に拘わらず位置合わせができ、容易に合成樹脂を成形することができることを特徴とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、前記課題を解決するために、
金属スリーブと該金属スリーブに圧入された回転軸との摩擦抵抗を利用したトルク伝達部材であって、
前記金属スリーブはその一部分が長さ方向に開いた開放部を有すると共に、その開放部の両端部が立ち上がった起立部を有し、前記開放部の溝に充填された合成樹脂材料の少なくとも1箇所に空孔を設けたことを特徴とする樹脂成形型トルク伝達部材を提供するものである。
【０００７】本発明の請求項２は、金属スリーブと該金属スリーブに圧入された回転軸との摩擦抵抗を利用したトルク伝達部材において、
前記開放部の溝に充填された合成樹脂材料の少なくとも1箇所に空孔を設けたことを特徴とする樹脂成形型トルク伝達部材であって、
前記合成樹脂材料の熱収縮によるトルク変動に支障をきたさない程度に前記合成樹脂材料が前記金属スリーブの円周方向を包囲した樹脂成形型トルク伝達部材を提供するものである。
【０００８】本発明の請求項３は、前記合成樹脂材料の少なくとも１箇所に肉抜き部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形型トルク伝達部材を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１及び図２により、本発明に係る樹脂成形型トルクリミッタの一実施例について説明する。この樹脂成形型トルクリミッタ１は、ばね用に調質された金属材料からなる比較的肉圧の厚い金属スリーブ１と、そのスリーブ１に圧入された回転軸２と、金属スリーブ１の起立部１ａ、１ｂを覆うように形成される合成樹脂材料３とからなる。回転軸２はそれ自身が回転する場合と金属スリーブ１が回転するのに連動して回転する場合がある。４は樹脂成形時の位置固定用の空孔である。ここで、空孔は望ましくは貫通孔であるが、一方が閉じられた孔、又は中央で仕切られた孔であってもよい。金属スリーブ１は狭い間隔で開いた開放部とその開放部の両端から立ち上がった立ち上がり部１ａと１ｂを有し、その高さは金属スリーブ１の肉厚よりも長い。開放部の幅、つまり立ち上がり部１ａと１ｂとの間隔は、例えば回転軸２の直径の数分の１程度であり、この間隔は回転軸２の圧入によって最初よりも広くなる。したがって、この開放部により、金属スリーブ１は有効にバネの働きを行うことができる。
【００１０】開放部の起立部１ａ、１ｂと回転軸２の外面とで囲まれた領域に存在する合成樹脂には、その合成樹脂の射出成形時における位置固定用の空孔４が形成される。その空孔４は射出成形時の受型にある位置決めピンを引抜いた跡であり、成形時の位置合わせが容易にでき、金属スリーブ１と金属スリーブ１に圧入された回転軸２との成形時の型干渉を防ぐ。
位置固定用の空孔４の形状は任意であるが、起立部１ａ、１ｂの内側又はその近傍の位置にあるものとする。
位置固定用の空孔４と回転軸２の外面との間の領域には、必要に応じてグリースのような潤滑剤が含まれる含油材料５から成るものが両端部を除いて設けられている。予め金属スリーブ１の内面又は回転軸２の外面に潤滑剤が塗布されていても、長い期間、潤滑性能を維持することは難しいが、開放部に含油材料５を設けた状態で、図２に示すように起立部１ａ、１ｂの先端面が被覆されるように、ポリアセタールなどの結晶性樹脂、あるいはこれらに各種強化繊維などを添加してなる合成樹脂材料３を射出成形する。このとき、好ましくは金属スリーブの起立部１ａ、１ｂの両端が見えないように、つまり合成樹脂材料３で金属スリーブ１の開放部を覆うように形成される。これによって、含油材料５が閉じ込められるために、潤滑剤が外部に流れ出して回転軸２や周囲を汚染することがなく、また長い期間、潤滑性能が維持される。
【００１１】この構造によれば、金属スリーブ１の起立部１ａ、１ｂだけが樹脂で覆われるように成形されているので、回転軸２に回転力が加わった場合に、回転軸２の回転力によって金属スリーブ１の起立部１ａ、１ｂを開かせる力が働くが、充填された樹脂が起立部１ａ、１ｂを外側から押さえているために開放部は開くことができず、したがってトルクが低減されることなく大きな双方向の回転トルクを得ることができる。つまり、合成樹脂材料３は回転力が加わったときに開放部が開くのを防ぐ程度以上の機械的強度を有している。さらに、開放部に空孔４を備えていることから、このバネの働きはより高められる。つまり、開放部に樹脂が充填されている場合にくらべて、空孔４が存在することで、外側から起立部１ａ、１ｂを押さえる力が増し、開放部をより開き難くする作用がある。
また、開放部に空孔４を備えることは、充填樹脂の占有部を少なくし、充填樹脂の熱収縮によるトルク変動を抑える効果がある。
【００１２】前述の機械的強度が得られ、金属材料からなる金属スリーブ１の起立部１ａ、１ｂと合成樹脂材料３との熱収縮率が少なく、トルク変動に支障をきたさない程度であれば、図３、４に示すように合成樹脂材料３を金属スリーブ１の全周を囲むか、または図５、６のように適当な肉抜き部６を設けて合成樹脂材料３を形成させてもよい。ここで、肉抜き部６は望ましくは貫通孔であるが、一方が閉じられた孔、又は中央で仕切られた孔などであってもよく、凹部であればその形状にとらわれない。それによって、使用環境の変化による合成樹脂材料３の熱収縮率を低く抑えられ、トルクの変動幅が小さくなり、安定したトルクを得ることができる。
そして、金属スリーブ１の起立部１ａ、１ｂと回転軸２間の含油材料５が成形樹脂によって閉じ込められるために、長い間、潤滑性能を保持することが可能であり、安定したトルク制限値を維持し得るトルクリミッタを提供することができる。しかし、このことは必ずしも必要ではない。
【００１３】なお、以上の実施例ではいずれもトルクリミッタについて述べたが、各種機械装置、電子機器、ピアノ類などの本体と蓋との間に用いられるヒンジのようなトルク伝達部材についても全く同様に実施することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、使用環境や成形時の樹脂形状によるトルク変動を受け難く、双方向の安定したトルク値を得ることのできる樹脂成形型のトルクリミッタ又はヒンジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る樹脂成形型トルクリミッタの外観例を示す。
【図２】本発明に係る樹脂成形型トルクリミッタの断面図を示す。
【図３】本発明に係る樹脂成形型トルクリミッタの外観例を示す。
【図４】本発明に係るの樹脂成形型トルクリミッタの断面図を示す。
【図５】本発明に係る樹脂成形型トルクリミッタの外観例を示す。
【図６】本発明に係るの樹脂成形型トルクリミッタの断面図を示す
【符号の説明】
１−金属スリーブ                  １ａ、１ｂ−金属スリーブの起立部
２−回転軸 ３−合成樹脂材料
４−成形位置決め用の空孔          ５−含油材料
６−肉抜部
【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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