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JP2023073604A - torque limiter - Google Patents

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JP2023073604A
JP2023073604A JP2021186154A JP2021186154A JP2023073604A JP 2023073604 A JP2023073604 A JP 2023073604A JP 2021186154 A JP2021186154 A JP 2021186154A JP 2021186154 A JP2021186154 A JP 2021186154A JP 2023073604 A JP2023073604 A JP 2023073604A
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JP
Japan
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ring member
layer
inner ring
coil spring
torque limiter
Prior art date
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Pending
Application number
JP2021186154A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
昭男 板橋
Akio Itabashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanshin Chemical Industries Co Ltd
Original Assignee
Nanshin Chemical Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Nanshin Chemical Industries Co Ltd filed Critical Nanshin Chemical Industries Co Ltd
Priority to JP2021186154A priority Critical patent/JP2023073604A/en
Publication of JP2023073604A publication Critical patent/JP2023073604A/en
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Abstract

To provide a torque limiter equipped with an inner ring member of low costs, capable of improving durability (wear resistance) and sliding characteristics.SOLUTION: A torque limiter 1 is equipped with an inner ring member 10 around which a coil spring is wound on an outer peripheral surface, and an outer ring member 30 which is arranged so as to cover the inner ring member 10 and to which an end portion of the coil spring is fixed. The inner ring member 10 has a peripheral wall 10a around which the coil spring is wound and slid. The peripheral wall 10a includes a first layer 10aa formed by resin, and a second layer 10ab that is located on the first layer 10aa to form a surface of the peripheral wall 10a, and is made by containing a filler in a base material. The second layer 10ab is provided at a part around which the coil spring is wound.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、一方向に伝達される回転、又は、双方向に伝達される回転に伴う負荷トルクを所定値以下に制限するトルクリミッタに関し、特に、内輪部材に特徴を有するトルクリミッタに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque limiter that limits load torque associated with rotation transmitted in one direction or rotation transmitted in both directions to a predetermined value or less, and more particularly to a torque limiter characterized by an inner ring member.

一般的に、トルクリミッタは、回転伝達機構において、ある一定値を超える大きなトルクが作用したときに、そのトルクの伝達を遮断するものであり、例えば、プリンタや複写機等の電子情報機器の用紙搬送機構(給紙機構)のローラ部分に設置されている。このようなトルクリミッタは、機械的な摩擦によって回転トルクを得る接触式のものがあり、例えば、特許文献1に開示されているように、内輪部材(ボビンとも称される)と、この内輪部材の外周に締まり嵌めされるコイルバネと、コイルバネの一端部を固定し、前記内輪部材を覆う外輪部材(ケース部材又はハウジングとも称される)とを備えたものが知られている。 In general, a torque limiter interrupts transmission of torque when a large torque exceeding a certain value acts on a rotation transmission mechanism. It is installed in the roller portion of the transport mechanism (paper feeding mechanism). Such torque limiters include contact type torque limiters that obtain rotational torque by mechanical friction. and an outer ring member (also called a case member or housing) that fixes one end of the coil spring and covers the inner ring member.

また、トルクリミッタには、一方向に伝達される回転に伴う負荷トルクを制限する以外にも、例えば、特許文献2に開示されているように、双方向に伝達される回転に伴う負荷トルクを制限するものが知られている。 In addition to limiting the load torque accompanying the rotation transmitted in one direction, the torque limiter also limits the load torque accompanying the rotation transmitted bidirectionally, as disclosed in Patent Document 2, for example. Limitations are known.

特開2014-145380号JP 2014-145380 特許第3315603号Patent No. 3315603

このようなトルクリミッタには、近年、小型・高トルク・高耐久性で、高品質の要求が高まっており、特に、内輪部材には、コイルバネが巻回されて大きな摩擦力(トルク)が作用することから、高品質化するに際して、コイルバネが巻回される内輪部材の構成材料が重要となる。 In recent years, demands for small size, high torque, high durability, and high quality have been increasing for such torque limiters. Therefore, the material for forming the inner ring member around which the coil spring is wound is important in order to improve the quality.

そのため、焼結メタル、又は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、更には、ポリエキシメチレン樹脂(POM)のような樹脂によって成形することが一般的である内輪部材にあっては、このような樹脂等の基材にフィラーとしてカーボン繊維を含有させることによって、耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性を向上させることが考えられる。 Therefore, the inner ring member is generally molded from sintered metal or resin such as polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), and polyeximethylene resin (POM). It is conceivable that durability (abrasion resistance) and sliding properties are improved by incorporating carbon fiber as a filler into the base material such as resin.

しかしながら、基材にフィラーを含有させて成る複合材料は、コストが高く、したがって、高トルクに対応するために内輪部材が大型化する昨今においては、材料コストが益々高くなってしまうことになる。また、歯車等の機能を一体化する場合(歯車と内輪部材を一体化する場合)では、内輪部材が大型化するとともに、相手の歯車部品を摩耗させてしまう可能性がある。 However, composite materials containing fillers in the base material are expensive, and therefore, the material cost is increasing more and more in recent years when the inner ring member is becoming larger in order to cope with high torque. In addition, when the functions of a gear are integrated (when the gear and the inner ring member are integrated), the size of the inner ring member increases, and there is a possibility that the mating gear part will wear out.

本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性を向上させることができる低コストの内輪部材を備えるトルクリミッタを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a torque limiter having a low-cost inner ring member capable of improving durability (wear resistance) and sliding characteristics. do.

上記した目的を達成するために、本発明は、外周面にコイルバネが巻回保持される内輪部材と、前記内輪部材を覆うように配設されるとともに前記コイルバネの端部が固定される外輪部材と、を備え、前記内輪部材と前記コイルバネとの摩擦力によって前記内輪部材と前記外輪部材との間で所定のトルクを発生させつつそのトルクを所定値以下に制限するトルクリミッタにおいて、前記内輪部材は、前記コイルバネが巻装されて摺接する周壁を有し、前記周壁は、樹脂により形成される第1の層と、この第1の層上に位置されて前記周壁の表面を形成するとともに、基材にフィラーを含有させて成る第2の層とを含み、前記第2の層は、前記コイルバネが巻装される部位に設けられることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an inner ring member having a coil spring wound around its outer peripheral surface and an outer ring member arranged to cover the inner ring member and to which the end of the coil spring is fixed. and a torque limiter for generating a predetermined torque between the inner ring member and the outer ring member by the frictional force between the inner ring member and the coil spring while limiting the torque to a predetermined value or less, wherein the inner ring member has a peripheral wall around which the coil spring is wound and which is in sliding contact, the peripheral wall forming a first layer formed of resin, and a surface of the peripheral wall positioned on the first layer, and a second layer comprising a base material containing a filler, wherein the second layer is provided at a portion around which the coil spring is wound.

上記構成によれば、コイルバネが巻装されて摺接する内輪部材の周壁の表面が、基材にフィラーを含有させて成る第2の層によって形成されているため、基材及びフィラーを適宜選択することにより内輪部材の耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性を向上させることが可能となる。また、基材にフィラーを含有させて成るこのような複合材料の第2の層は一般に高価であるが、上記構成では、この第2の層をコイルバネが巻回保持される内輪部材の周壁の表面のみに限定し、その下層である第1の層を樹脂により形成するようにしているため、第1の層の形成材料を安価な樹脂とすることにより、内輪部材全体のコストを抑えることが可能となる。 According to the above configuration, the surface of the peripheral wall of the inner ring member on which the coil spring is wound and is in sliding contact is formed of the second layer containing the filler in the base material. Therefore, the base material and the filler are appropriately selected. This makes it possible to improve the durability (wear resistance) and sliding properties of the inner ring member. In addition, although the second layer of such a composite material, which is made of a base material containing a filler, is generally expensive, in the above configuration, the second layer is formed on the peripheral wall of the inner ring member around which the coil spring is wound and held. Since the first layer, which is the lower layer, is formed of resin only on the surface, it is possible to reduce the cost of the entire inner ring member by using an inexpensive resin as the material for forming the first layer. It becomes possible.

すなわち、本発明に係る上記構成のトルクリミッタの内輪部材は、その耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性を向上させる高価な複合材料をコイルバネが巻回保持される周壁の表層のみに限定し、それ以外の材料を安価な樹脂材料によって形成できるように、2つの別個の層によって周壁を構成しているため、耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性の向上と低コストとを同時に実現できる。この場合、第2の層の厚さは、第1の層のそれよりも薄く形成することが好ましく、0.4~1.0mmの範囲であれば良い。 That is, the inner ring member of the torque limiter having the above configuration according to the present invention uses an expensive composite material for improving its durability (abrasion resistance) and sliding characteristics only on the surface layer of the peripheral wall around which the coil spring is wound and held. , The peripheral wall is composed of two separate layers so that the other materials can be formed from inexpensive resin materials, so durability (abrasion resistance) and sliding characteristics are improved, and low cost is achieved at the same time. can. In this case, the thickness of the second layer is preferably thinner than that of the first layer, and may be in the range of 0.4 to 1.0 mm.

なお、第1の層を形成する樹脂材料としては、例えば、POM,PA(ナイロン)等の樹脂材料を挙げることができる。また、第2の層は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン、又は、ポリフェニレンサルファイドを基材として、カーボン繊維、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイトを具備した充填材が添加されたものを用いることができる。これによれば、内輪部材の耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性の向上が図れるようになるとともに、内輪部材と摺接する外輪部材の摩耗を抑えることもできる。 Examples of the resin material forming the first layer include resin materials such as POM and PA (nylon). For the second layer, for example, polyether ether ketone or polyphenylene sulfide as a base material to which a filler containing carbon fiber, polytetrafluoroethylene, or graphite is added can be used. According to this, the durability (wear resistance) and sliding characteristics of the inner ring member can be improved, and the wear of the outer ring member in sliding contact with the inner ring member can be suppressed.

ここで、添加される材料のうち、カーボン繊維は、主に、強度、耐摩耗性の向上(耐久性の向上)に寄与するとともに、摺動特性の向上にも寄与し得る。また、添加される材料のうち、ポリテトラフルオロエチレン及びグラファイトは、摺動性の向上に寄与するが、前者は、特に低摩擦性において良好な特性を備え、後者は、高トルクによる摩擦熱、コイルバネの圧力増加に対し、耐熱性、耐荷重性、耐摩耗性において良好な特性を備えており、これらが機能補完して性能の安定化が図れるようになる。なお、基材としては、他の材料、例えばポリイミド等を用いることも可能であるが、基材としては、ポリエーテルエーテルケトンが最も優れた特性を発揮し得る。このため、そのような基材に上記の充填材を備えた複合材で内輪部材を形成すると、トルクリミッタを小型化し、高トルク型に構築しても、耐久性及び摺動特性に優れたトルクリミッタを構成することが可能である。 Here, among the materials to be added, carbon fiber mainly contributes to improvement in strength and wear resistance (improvement in durability), and can also contribute to improvement in sliding properties. In addition, among the added materials, polytetrafluoroethylene and graphite contribute to the improvement of slidability. It has good heat resistance, load resistance, and wear resistance against the increase in pressure of the coil spring, and these complement the functions and stabilize the performance. As the base material, other materials such as polyimide can be used, but polyetheretherketone can exhibit the most excellent properties as the base material. For this reason, if the inner ring member is formed of a composite material having such a base material and the above-described filler, the torque limiter can be made smaller, and even if it is constructed as a high-torque type, the torque is excellent in durability and sliding characteristics. It is possible to configure a limiter.

また、上記構成では、第1の層と第2の層とが一体に成形されてもよい。そのような一体成形は、例えば2色成形技術によって実現することが可能である。また、上記構成では、第1の層と第2の層とが別体を成してもよい。その場合、例えば、第2の層を薄いスリーブ状に形成しておき、第1の層を内輪部材の他の部位と一体形成し、前記スリーブを内輪部材(内輪部材と一体を成す第1の層)に対して回転不能に(例えば係脱自在に)係止するようにしてもよい。 Moreover, in the above configuration, the first layer and the second layer may be integrally formed. Such integral molding can be realized, for example, by a two-color molding technique. Moreover, in the above configuration, the first layer and the second layer may be separate bodies. In that case, for example, the second layer is formed in the shape of a thin sleeve, the first layer is integrally formed with other parts of the inner ring member, and the sleeve is the inner ring member (the first layer integrated with the inner ring member). layer) so as to be non-rotatable (for example, detachable).

本発明のトルクリミッタによれば、耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性を向上させることができる低コストの内輪部材を備えるトルクリミッタを提供できる。 According to the torque limiter of the present invention, it is possible to provide a torque limiter including a low-cost inner ring member capable of improving durability (wear resistance) and sliding characteristics.

本発明に係るトルクリミッタの一構成例を示す断面図である。1 is a sectional view showing one configuration example of a torque limiter according to the present invention; FIG. 図1のトルクリミッタのコイルバネを除去した構成を示しており、内輪部材の周壁の構造を模式的に示す図である。FIG. 2 shows a configuration of the torque limiter in FIG. 1 with the coil spring removed, and schematically shows the structure of the peripheral wall of the inner ring member.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るトルクリミッタについて説明する。
図1は、本発明に係るトルクリミッタの一構成例を示している。図示のように、このトルクリミッタ1は、円筒状に形成された内輪部材(ボビンとも称される)10と、内輪部材10を覆うようにして装着されるキャップ状に形成された外輪部材(ケース部材又はハウジングとも称される)30と、内輪部材10の外周面に装着されるコイルバネ40と、を備えている。
A torque limiter according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows one configuration example of a torque limiter according to the present invention. As shown in the figure, this torque limiter 1 includes a cylindrical inner ring member (also called a bobbin) 10 and a cap-shaped outer ring member (case) mounted to cover the inner ring member 10 . (also referred to as a member or housing) 30 and a coil spring 40 mounted on the outer peripheral surface of the inner ring member 10 .

図示のコイルバネ40は、一方向コイルバネ(例えば、左巻き)を示しており、一端40aが外輪部材30に固定される。このため、外輪部材30から一方向に所定の回転トルクが発生した場合、両者を滑らせる(内輪部材10と外輪部材30との間で動力伝達をOFFにする)機能を果たす。具体的には、図1において、外輪部材30が矢印D1方向に回転した場合、一方向コイルバネ40は締め付けられるため、内輪部材10との間で動力伝達はON状態となるが、外輪部材30が矢印D2方向に回転した場合、一方向コイルバネ40は径方向に膨らむ状態(緩む状態)となり、その回転力がある程度大きくなる(所定のトルクを超える)と、内輪部材10の外周面である円周壁10aとそこに装着されている一方向コイルバネ40の内面との間でスリップが生じて動力伝達はOFF状態となる。すなわち、このようなトルクリミッタ1は、一方向の回転は常に動力伝達状態となり、逆方向の回転については、所定のトルクが作用した場合、内輪部10材と外輪部材30との間で滑りが生じ、動力伝達はOFF状態となる。 The illustrated coil spring 40 is a one-way coil spring (for example, left-handed), and one end 40 a is fixed to the outer ring member 30 . Therefore, when a predetermined rotational torque is generated from the outer ring member 30 in one direction, the inner ring member 10 and the outer ring member 30 perform a function of causing them to slide (turning off power transmission between the inner ring member 10 and the outer ring member 30). Specifically, when the outer ring member 30 rotates in the direction of arrow D1 in FIG. When the one-way coil spring 40 rotates in the direction of the arrow D2, the one-way coil spring 40 expands (relaxes) in the radial direction. A slip occurs between 10a and the inner surface of the one-way coil spring 40 mounted thereon, and power transmission is turned off. That is, such a torque limiter 1 is always in a state of power transmission for rotation in one direction, and for rotation in the opposite direction, slippage between the inner ring portion 10 material and the outer ring member 30 does not occur when a predetermined torque acts. and the power transmission is turned off.

なお、動力伝達をOFFにするトルクについては、一方向コイルバネ40の緊締力によって調整可能である。また、内輪部材10に対しては、同様な構成の右巻きの一方向コイルバネを巻回することが可能であり、この場合、前述した作用とは逆の作用が得られる。更に、内輪部材10に対しては、双方向コイルバネを巻回することが可能であり、この場合、両方向の回転に対してそれぞれ所定のトルクが作用したときに滑りが生じ、動力伝達はOFF状態となる。すなわち、いずれの回転方向の負荷トルクに対しても、それぞれトルク制限値以下のときはトルクを伝達し(ON状態)、トルク制限値を超えた負荷トルクが加わるとトルクの伝達を阻止する(OFF状態)。 Note that the torque for turning off the power transmission can be adjusted by the tightening force of the one-way coil spring 40 . Further, it is possible to wind a clockwise unidirectional coil spring having a similar structure around the inner ring member 10, and in this case, the effect opposite to that described above can be obtained. Furthermore, it is possible to wind a bidirectional coil spring around the inner ring member 10. In this case, when a predetermined torque is applied to rotation in both directions, slip occurs and power transmission is turned off. becomes. That is, when the load torque in any rotational direction is equal to or less than the torque limit value, the torque is transmitted (ON state), and when the load torque exceeding the torque limit value is applied, the torque transmission is blocked (OFF state). situation).

内輪部材10は、中空で略円筒形状に形成されており、その内部通路10Aに軸(図示せず)が挿通される。軸には、軸方向と直交する方向に係止ピン(図示せず)が設けられており、内輪部材10の一端側には、係止ピンと係合する切欠凹部11が径方向に形成されている。これにより、軸と内輪部材10は回転固定される。 The inner ring member 10 is formed in a hollow and substantially cylindrical shape, and a shaft (not shown) is inserted through an internal passage 10A. A locking pin (not shown) is provided on the shaft in a direction orthogonal to the axial direction, and a cutout recess 11 that engages with the locking pin is formed radially on one end side of the inner ring member 10 . there is Thereby, the shaft and the inner ring member 10 are rotationally fixed.

内輪部材10は、前述した円周壁(周壁)10aを備えており、その表面(外周面)に、一方向コイルバネ40或いは両方向コイルバネが巻回保持される。内輪部材10の他端側には、円周壁10aよりも小径の円周壁10bが形成されており、この部分が外輪部材30の天板壁30aに形成された円形開口31に嵌め込まれて、外輪部材30の天板壁30a側が位置決めされる。また、円周壁10aには、周方向に沿って所定間隔をおいて径方向に突出する複数の基部を介してフランジ12が一体形成されており、円周壁10aの表面に巻回保持されたコイルバネ40の移動を規制している。また、このフランジ12の外周端には、外輪部材30を装着した際、外輪部材30の円形開口30Aの内周面の2箇所(180°間隔で2箇所)に形成された一対の突起30cが係合し、それにより、外輪部材30からの内輪部材10の抜けが防止される。なお、形成される突起の数は限定されることはなく、例えば、120°間隔で3個所形成されていても良い。 The inner ring member 10 has the aforementioned circumferential wall (surrounding wall) 10a, and the one-way coil spring 40 or the two-way coil spring is wound and held on the surface (outer peripheral surface) thereof. A peripheral wall 10b having a diameter smaller than that of the peripheral wall 10a is formed on the other end side of the inner ring member 10, and this portion is fitted into a circular opening 31 formed in the top plate wall 30a of the outer ring member 30, thereby forming an outer ring member. The top plate wall 30a side of 30 is positioned. A flange 12 is integrally formed on the circumferential wall 10a via a plurality of base portions protruding radially at predetermined intervals along the circumferential direction. A coil spring is wound and held on the surface of the circumferential wall 10a. 40 movements are restricted. At the outer peripheral end of the flange 12, a pair of projections 30c are formed at two locations (two locations at 180° intervals) on the inner peripheral surface of the circular opening 30A of the outer ring member 30 when the outer ring member 30 is attached. The inner ring member 10 is prevented from coming off from the outer ring member 30 . The number of projections to be formed is not limited, and for example, three projections may be formed at intervals of 120°.

外輪部材30は、前述したように、キャップ状に形成されており、天板壁30aと、内輪部材10の円周壁10aを覆う円周壁30bとを備える。天板壁30aには、その中央領域に内輪部材10の円周壁10bが嵌入される円形開口31が形成されている。また、円形開口31側に位置される円周壁30bの端部の内周面には、前述したように、内輪部材10のフランジ12と係合して外輪部材30からの内輪部材10の抜けを防止する複数の突起30cが設けられる。 As described above, the outer ring member 30 is formed like a cap, and includes a top plate wall 30 a and a circumferential wall 30 b that covers the circumferential wall 10 a of the inner ring member 10 . A circular opening 31 into which the circumferential wall 10b of the inner ring member 10 is fitted is formed in the center region of the top plate wall 30a. As described above, the inner peripheral surface of the end portion of the peripheral wall 30b located on the circular opening 31 side is engaged with the flange 12 of the inner ring member 10 to prevent the inner ring member 10 from coming off the outer ring member 30. A plurality of preventing projections 30c are provided.

図2は、コイルバネ40を除去した構成を示しており、前記内輪部材を模式的に示す図である。
コイルバネ40が巻装されて摺接する内輪部材10の円周壁10aは、樹脂により形成される第1の層10aaと、この第1の層10aa上に位置されて円周壁10aの表面を形成するとともに、基材にフィラーを含有させて成る第2の層10abとによって構成される。なお、本実施形態では、円周壁10aが2つの層10aa,10abのみから成るが、それ以外の他の層を含んでいてもよい。
FIG. 2 shows a configuration from which the coil spring 40 is removed, and is a diagram schematically showing the inner ring member.
Circumferential wall 10a of inner ring member 10, on which coil spring 40 is wound and slidably contacted, is formed of first layer 10aa made of resin, and is positioned on first layer 10aa to form the surface of circumferential wall 10a. , and a second layer 10ab comprising a base material containing a filler. In this embodiment, the circumferential wall 10a consists of only two layers 10aa and 10ab, but may include other layers.

この場合、全体として軽量化を図り、コストの低減が図れるように、第2の層10abの厚さは、第1の層10aaのそれよりも薄く形成することが好ましい。例えば、第2の層10abの厚さは、0.4~1.0mmであることが好ましい。また、第1の層10aaを形成する樹脂としては、POM,PA(ナイロン)等の樹脂材料を挙げることができる。また、コイルバネと接触する第2の層10abは、ポリエーテルエーテルケトン、又は、ポリフェニレンサルファイドを基材として、カーボン繊維、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイトを具備した充填材が添加されて構成されている。これにより、内輪部材10の耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性の向上が図れるようになる。 In this case, the thickness of the second layer 10ab is preferably thinner than that of the first layer 10aa so as to reduce the weight and cost of the entire device. For example, the thickness of the second layer 10ab is preferably 0.4-1.0 mm. As the resin forming the first layer 10aa, resin materials such as POM and PA (nylon) can be used. The second layer 10ab, which is in contact with the coil spring, is made of polyetheretherketone or polyphenylene sulfide as a base material to which a filler including carbon fiber, polytetrafluoroethylene, and graphite is added. As a result, the durability (wear resistance) and sliding characteristics of the inner ring member 10 can be improved.

ここで、第2の層10abにおいて添加される材料のうち、カーボン繊維は、主に、強度、耐摩耗性の向上(耐久性の向上)に寄与するとともに、摺動特性の向上にも寄与し得る。また、添加される材料のうち、ポリテトラフルオロエチレン及びグラファイトは、摺動性の向上に寄与するが、前者は、特に低摩擦性において良好な特性を備え、後者は、高トルクによる摩擦熱、コイルバネの圧力増加に対し、耐熱性、耐荷重性、耐摩耗性において良好な特性を備えており、これらが機能補完して性能の安定化が図れるようになる。なお、基材としては、他の材料、例えばポリイミド等を用いることも可能であるが、基材としては、ポリエーテルエーテルケトンが最も優れた特性を発揮し得る。このため、そのような基材に上記の充填材を備えた複合材で内輪部材10を形成すると、トルクリミッタを小型化し、高トルク型に構築しても、耐久性及び摺動特性に優れたトルクリミッタを構成することが可能である。 Here, among the materials added to the second layer 10ab, carbon fiber mainly contributes to improvement in strength and wear resistance (improvement in durability), and also contributes to improvement in sliding characteristics. obtain. In addition, among the added materials, polytetrafluoroethylene and graphite contribute to the improvement of slidability. It has good heat resistance, load resistance, and wear resistance against the increase in pressure of the coil spring, and these complement the functions and stabilize the performance. As the base material, other materials such as polyimide can be used, but polyetheretherketone can exhibit the most excellent properties as the base material. For this reason, when the inner ring member 10 is formed of a composite material including such a base material and the above-mentioned filler, the torque limiter can be made smaller, and even if it is constructed as a high-torque type, it has excellent durability and sliding characteristics. It is possible to configure a torque limiter.

また、第2の層10abは、内輪部材10の耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性を向上させることができる他の複合材料、例えば、POM、PAによって構成されてもよい。 Also, the second layer 10ab may be made of other composite materials capable of improving the durability (wear resistance) and sliding properties of the inner ring member 10, such as POM and PA.

上記したような2層構造は、例えば2色成形技術を使用して第1の層10aaと第2の層10abとを一体成形することが可能であるが、第1の層10aaと第2の層10abとが別体として構成されていてもよい。その場合、例えば、第2の層10abを薄いスリーブ状に形成し、第1の層10aaを内輪部材10の他の部位と一体形成し、スリーブ状の第2の層10abを内輪部材10(内輪部材10と一体を成す第1の層10aa)に対して回転不能に(例えば係脱自在に)係止するようにしてもよい。 The two-layer structure as described above can be formed by integrally molding the first layer 10aa and the second layer 10ab using, for example, a two-color molding technique. The layer 10ab may be configured as a separate body. In that case, for example, the second layer 10ab is formed in a thin sleeve shape, the first layer 10aa is integrally formed with other parts of the inner ring member 10, and the sleeve-shaped second layer 10ab is formed in the inner ring member 10 (inner ring member 10). It may be non-rotatably (for example, detachably) locked to the first layer 10aa) integral with the member 10. FIG.

以上説明したように、本実施形態によれば、コイルバネ40が巻装されて摺接する内輪部材10の円周壁10aの表面が、基材にフィラーを含有させて成る第2の層10abによって形成されているため、基材及びフィラーを適宜選択することにより内輪部材10の耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性を向上させることが可能となる。また、基材にフィラーを含有させて成るこのような複合材料の第2の層10abは一般に高価であるが、本実施形態では、この第2の層10abをコイルバネ40が巻回保持される内輪部材10の円周壁10aの表面のみに限定し、その下層である第1の層10aaを樹脂により形成するようにしているため、第1の層10aaの形成材料を安価な樹脂とすることにより、内輪部材10全体のコストを抑えることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the surface of the circumferential wall 10a of the inner ring member 10, on which the coil spring 40 is wound and slidably contacted, is formed of the second layer 10ab made of the base material containing the filler. Therefore, it is possible to improve the durability (wear resistance) and sliding characteristics of the inner ring member 10 by appropriately selecting the base material and filler. In addition, the second layer 10ab of such a composite material, which is made of a base material containing a filler, is generally expensive. Only the surface of the circumferential wall 10a of the member 10 is limited, and the first layer 10aa, which is the lower layer, is formed of resin. The cost of the entire inner ring member 10 can be suppressed.

すなわち、本実施形態のトルクリミッタ1の内輪部材10は、その耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性を向上させる高価な複合材料をコイルバネ40が巻回保持される円周壁10aの表層のみに限定し、それ以外の材料を安価な樹脂材料によって形成できるように、2つの別個の層10aa,10abによって円周壁10aを構成しているため、耐久性(耐摩耗性)及び摺動特性の向上と低コストとを同時に実現できる。 That is, the inner ring member 10 of the torque limiter 1 of the present embodiment is made of an expensive composite material that improves its durability (wear resistance) and sliding characteristics only on the surface layer of the circumferential wall 10a around which the coil spring 40 is wound and held. Circumferential wall 10a is composed of two separate layers 10aa and 10ab so that other materials can be formed from inexpensive resin materials, improving durability (abrasion resistance) and sliding characteristics. and low cost can be realized at the same time.

1 トルクリミッタ
10 内輪部材
10a 周壁
10aa 第1の層
10ab 第2の層
30 外輪部材
40 コイルバネ
1 torque limiter 10 inner ring member 10a peripheral wall 10aa first layer 10ab second layer 30 outer ring member 40 coil spring

Claims (4)

外周面にコイルバネが巻回保持される内輪部材と、前記内輪部材を覆うように配設されるとともに前記コイルバネの端部が固定される外輪部材と、を備え、前記内輪部材と前記コイルバネとの摩擦力によって前記内輪部材と前記外輪部材との間で所定のトルクを発生させつつそのトルクを所定値以下に制限するトルクリミッタにおいて、
前記内輪部材は、前記コイルバネが巻装されて摺接する周壁を有し、
前記周壁は、樹脂により形成される第1の層と、この第1の層上に位置されて前記周壁の表面を形成するとともに、基材にフィラーを含有させて成る第2の層とを含み、
前記第2の層は、前記コイルバネが巻装される部位に設けられることを特徴とするトルクリミッタ。
An inner ring member around which a coil spring is wound and held, and an outer ring member disposed so as to cover the inner ring member and to which an end of the coil spring is fixed, wherein the inner ring member and the coil spring are connected together. A torque limiter that generates a predetermined torque between the inner ring member and the outer ring member by frictional force and limits the torque to a predetermined value or less,
The inner ring member has a peripheral wall around which the coil spring is wound and slidably contacted,
The peripheral wall includes a first layer formed of a resin, and a second layer positioned on the first layer to form the surface of the peripheral wall and having a base material containing a filler. ,
The torque limiter, wherein the second layer is provided at a portion around which the coil spring is wound.
前記第2の層は、ポリエーテルエーテルケトン、又は、ポリフェニレンサルファイドを基材として、カーボン繊維、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイトを具備した充填材が添加されて構成されていることを特徴とする請求項1に記載のトルクリミッタ。 4. The second layer is composed of polyether ether ketone or polyphenylene sulfide as a base material, to which a filler including carbon fiber, polytetrafluoroethylene, and graphite is added. 1. The torque limiter according to 1. 前記第1の層と前記第2の層は一体成形されて成ることを特徴とする請求項1又は2に記載のトルクリミッタ。 3. The torque limiter according to claim 1, wherein said first layer and said second layer are formed integrally. 前記第1の層と前記第2の層とが別体を成すことを特徴とする請求項1又は2に記載のトルクリミッタ。 3. The torque limiter according to claim 1, wherein said first layer and said second layer are separate bodies.
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