(57)【要約】【課題】一方向性トルクリミッタのトルクリミッタの部分に改良を加えて製品コストの削減を図ることである。【解決手段】ハウジング１の内部に一方向クラッチ２とトルクリミッタ３を径方向に組み込み、前記一方向クラッチ２の係合時に前記トルクリミッタ３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３を市販品等として安価に入手可能なＯリング１８により形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ことを特徴とする一方向性トルクリミッタ。
【請求項２】
前記ハウジング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ことを特徴とする請求項１に記載の一方向性トルクリミッタ。
【請求項３】
前記端壁の内径面に転がり軸受を介在したことを特徴とする請求項２に記載の一方向性トルクリミッタ。
【請求項４】
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ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の一方向性トルクリミッタ。
【請求項５】
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ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の一方向性トルクリミッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【特許文献１】実公平７―２３６２６号公報
【特許文献２】特開２００１−２０８１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【実施例１】
【００１５】
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）。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【実施例２】
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【実施例３】
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【実施例４】
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）実施例１の断面図、（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）実施例１の変形例の断面図
【図２】（ａ）実施例１の変形例の一部断面図、（ｂ）実施例１の他の変形例の一部断面図
【図３】（ａ）実施例２の断面図、（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）実施例２の変形例の断面図
【図４】（ａ）実施例３の断面図、（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）実施例３の変形例の断面図
【図５】（ａ）実施例４の断面図、（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）実施例４の変形例の断面図
【符号の説明】
【００３２】
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
【図１】
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【図２】
2005114132.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005114132.tif 000006
【図５】
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