JPH06272719A - 可変トルク伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コイルスプリングの締め付け力を簡易構成に
より増大でき、微調整も容易に行えることができるよう
にする。 【構成】 筒状巻回部４を一体に有する第１の部材１
と、巻回部４の外周に巻き付け配置されるコイルスプリ
ング３と、第１の部材１と同軸に配置されてコイルスプ
リング３の一端を係止してなる第２の部材２とを備え、
コイルスプリング３の締め付け力を利用した可変トルク
伝達機構において、巻回部４は、複数のスリット４ｂが
軸方向に形成される一方、巻回部開口から内部に押し込
められる略円錐台状のテーパー部材５を有し、テーパー
部材５の押し込めにより巻回部４を拡径可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にコイルスプリング
の締め付け力を利用した可変トルク伝達機構の改良技術
に関する。

【０００２】

【従来技術】この種の可変トルク伝達機構には、第１の
部材と第２の部材とを主体とし、第１の部材の筒状巻回
部にコイルスプリングが巻き付け配置されるとともに、
そのコイルスプリングの一端を第２の部材に係止するこ
とによって、コイルスプリングの締め付け力を第１の部
材または第２の部材に作用させてその回転トルクを可変
ないしは制動するものがある。装置例としては、第１の
部材が入力側、第２の部材が出力側である構成、その逆
の構成も可能である。また、第１，第２の両部材の一方
を固定側に設定し、他方の回転を制動するようにすれば
緩衝装置となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の可変トルク伝達
機構にあっては、第１の部材がコイルスプリングの巻き
方向に回転したときにコイルスプリングは更に締まって
その可変ないしは制動力が多少大きくなるものの、コイ
ルスプリングの締め付け摩擦抵抗はばね特性が同じなら
ば巻回部に対する使用コイル径によりほぼ決まる。した
がって、可変トルク伝達機構におけるコイルスプリング
の締め付け摩擦抵抗を大きくする場合にはコイルスプリ
ングを交換しなければならず、また微調整が不可能であ
った。しかも、機能的にはコイルスプリングが初期段階
ではそれなりに安定した締め付け摩擦抵抗を与えるが、
長期使用によってそのばね特性が低下したり、巻回部が
摩耗により径変化して次第に弱くなる。このような場
合、各種の機器に組み込まれた可変トルク伝達機構自体
を取り外して交換しなければならなかった。

【０００４】本発明は、前記問題に鑑みなされたもの
で、その目的はコイルスプリングの締め付けを利用した
可変トルク伝達機構において、その締め付け力を簡易構
成により増大でき、微調整も容易に行えることができる
ようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、筒状巻回部を一体に有する第１の部材と、
前記巻回部の外周に巻き付け配置されるコイルスプリン
グと、前記第１の部材と同軸に配置されて前記コイルス
プリングの一端を係止してなる第２の部材とを備え、前
記コイルスプリングの締め付け力を利用した可変トルク
伝達機構において、前記巻回部は、複数のスリットが軸
方向に形成される一方、巻回部開口から内部に押し込め
られる略円錐台状のテーパー部材を有し、前記テーパー
部材の押し込めにより巻回部を拡径可能にしたことを要
旨とする。

【０００６】

【作用】上記可変トルク伝達機構によれば、巻回部の径
は、スリットを介して拡径または縮径が容易に構成され
て、テーパー部材の押し込め量に応じて任意に調整され
る。したがって、コイルスプリングは、巻回部がテーパ
ー部材のくさび作用によって拡径されるとそれに比例し
てその締め付け摩擦抵抗を増大する。同時に、巻回部に
はテーパー部材の押し込めによる接触摩擦抵抗も作用
し、かつこの接触摩擦抵抗もテーパー部材のくさび作用
に比例して大きくなる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を２つの具体例に基づいて説明
する。図１は本発明の第１実施例としての装置構成を示
している。同図の可変トルク伝達機構は、第１の部材１
と、第２の部材２と、コイルスプリング３などを主体と
し、第１の部材１の巻回部４に巻き付け配置されたコイ
ルスプリング３の一端３ａを第２の部材２に係止した構
成であり、巻回部４を工夫するとともにテーパー部材５
を備えている点が要部である。

【０００８】第１の部材１は、中心嵌合孔１ａ付の本体
１ｂと、本体１ｂの片端面に設けられた巻回部４とを一
体に有している。巻回部４は、その内周がテーパ面４ａ
に形成されるとともに、周囲部分がスリット４ｂにより
区画された複数の分割片から構成されている。テーパー
面４ａは、巻回部４の開口端面から本体１ａ側へ行くに
従って径小となる内向き傾斜である。スリット４ｂは、
この例では４本を形成して周囲部分を４等分したが、３
本ないしは４本以上を設けてもよく、要は円錐台状のテ
ーパー部材５を巻回部４内であるテーパー面４ａに押し
込めたときに巻回部４を弾性的に拡径可能にするもので
ある。

【０００９】第２の部材２は、円筒軸部６の軸回りに設
けられたフランジ部７を有し、フランジ部７の両側に位
置する一方軸部分６ａには、第１の部材１がその嵌合孔
１ａを挿通して、一方軸部分６ａに係止されたストッパ
ーリング８で外側から抜け止めされることにより遊嵌状
態に組み込み配置されている。フランジ部７には、同芯
円上にあって軸部６側に複数個の貫通孔７ａが、外周側
に複数個の取付孔７ｂが各々形成されており、これら貫
通孔７ａや取付孔７ｂなどを利用してテーパー部材５を
軸方向へ移動する位置調整手段９の構成部材が組み付け
られている。また、フランジ部７の内端面には係止孔７
ｃが設けられ、ここにコイルスプリング３の一端３ａを
挿入し固定している。

【００１０】位置調整手段９は、フランジ部７の外端面
に一体に取り付けられる押え板１０と、押え板１０に保
持されるナット１１と、ナット１１と螺合しかつナット
１１の回転により動かされる移動部材１２とを備え、テ
ーパー部材５が複数本の連結棒１３を介して移動部材１
２に着脱可能に連結支持される構成である。押え板１０
は内周溝１０ａを有し、各取付孔７ｂから螺入されるね
じ１４によりフランジ部７の外端面に固定される。ナッ
ト１１は、内周溝１０ａに配置されて外端面との間に保
持され、溝１１ａに係合される工具で回転操作されるこ
とにより自在に回転される。移動部材１２はナット１１
の雌ねじと螺合する雄ねじと、貫通孔７ａに対応する間
隔で設けられた支持孔１２ａとを有し、ナット１１の回
転により軸部６の他方軸部分６ｂと平行に動かされてそ
の位置が変更される。一方、テーパー部材５はその外端
面に適宜な手段で固定された複数本の連結棒１３を有し
ている。各連結棒１３の自由端部は対応する貫通孔７ａ
を通ってフランジ部７の外端面に突出され、さらに移動
部材１２の対応する支持孔１２ａから突出されて抜け止
め用ナット１５により係止される。

【００１１】次に、このような可変トルク伝達機構を組
み立てるときの要領を概説する。第２の部材２には位置
調整手段９が組み付けられる一方、第１の部材１にはテ
ーパー部材５がテーパ面４ａに沿って押し込み操作され
て巻回部４の外径を概略設計値まで拡径した後、コイル
スプリング３が巻回部４の外周に巻き付け配置される。
この場合、移動部材１２はナット１１の回転により、テ
ーパー部材５の押し込み量に応じた概略位置、すなわち
押し込み量が大きいときはフランジ部７側へ移動され、
逆に押し込み量が小さいときは同図の如くフランジ部７
から離れる方向に移動される。またこの移動の停止時に
は支持孔１２ａが貫通孔７ａと同軸線上にくるようにす
る。

【００１２】その後、第１の部材１が第２の部材２に組
み込まれる。この組み込みは、前述の如く、第１の部材
１がその嵌合孔１ａに一方軸部分６ａを挿通し、ストッ
パーリング８で抜け止めされる。同時に、各連結棒１３
がその自由端部を対応する貫通孔７ａを通って支持孔１
２ａから突出され、その自由端部に設けられた雄ねじに
ナット１５を螺合することにより抜け止めされる。そし
て、コイルスプリング３の一端３ａを係止孔７ｃに固定
操作することによりユニット化される。なお、このユニ
ット化においては、コイルスプリング３の締め付け摩擦
抵抗をゼロ状態にしておき、後にナット１５を緩めてテ
ーパー部材５を各連結棒１３を介して所定量だけ押し込
めることにより、巻回部４の外径を大きくして任意の締
め付け力を得るようにしたり、微調整することも可能で
ある。また、各連結棒１３はテーパー部材５に対し固定
せず、接触状態に設けるようにしてもよい。但し、この
構成ではテーパー部材５が第１の部材１と一体になって
共回りすることとなり、テーパー面４ａにおける接触摩
擦抵抗を利用できない。

【００１３】以上の可変トルク伝達機構は、コイルスプ
リング３の締め付け摩擦抵抗により第１の部材１または
第２の部材２の回転を可変ないしは制動するものであ
り、その力が専らコイルスプリング３の固有の締め付け
力に比例し、第１の部材１の他のＡ，Ｂ，Ｃ部分におけ
る接触摩擦抵抗は微小である。これに加え、本発明で
は、テーパー部材５のくさび作用によって巻回部４を拡
径して、コイルスプリング３の締め付け力を簡易に増大
できる。この場合、その制動力は、コイルスプリング３
の締め付け摩擦抵抗の増大と同時に、テーパー部材５と
接触しているテーパー面４ａにおける接触摩擦抵抗も増
大するので、２つの相乗作用によって大きく変えること
ができる。したがって、同じ構成部材であっても可変な
いしは制動力をテーパー部材５の押し込め量に応じて任
意に設定でき、製品性能として汎用性が得られる。ここ
で、本発明は、例えば、第１の部材１が入力側、第２の
部材２が出力側に設定され、軸部６に出力軸が軸装され
ることにより可変トルク伝達装置となる。また、第１，
第２の両部材の一方を回転側（蓋などの回転体）とし、
他方を固定側（機器本体などの固定部）として用いるこ
とにより緩衝装置となる。

【００１４】図２は本発明の第２実施例としての装置構
成を示している。同図の可変トルク伝達機構は、第１の
部材２１と、第２の部材２２と、コイルスプリング３３
などを主体とし、第１の部材２１の巻回部２４に巻き付
け配置されたコイルスプリング３３の一端３３ａを係止
している点、巻回部２４がテーパ面２４ａに形成される
とともに、周囲部分が複数本のスリット２４ｂにより区
画された分割片から構成されており、内部に円錐台状の
テーパー部材２５を押し込めて拡径可能になっている点
で基本的に図１と同じ。異なる構成は、第１の部材２１
が軸２６に固定されている点、カバー部材２７が第１の
部材２１と第２の部材２２との間に設けられている点、
テーパー部材２５の位置調整方法などである。

【００１５】カバー部材２７はコイルスプリング３３を
覆う筒状をなし、一端部には第１の部材２１の周囲部に
設けられたフランジ部２１ａと重なるフランジ部２７ａ
を有している。そして、カバー部材２７は、第２の部材
２２に設けられたフランジ部２２ａを内側に係合し、か
つ、ねじ２９により固定される。この状態では、フラン
ジ部２７ａがフランジ部２１ａの外端面と面接触し、部
分Ｅで接触摩擦抵抗が得られるようになっている。ま
た、テーパー部材２５は、第２の部材２２の中心遊嵌孔
２２ｂを通って外側に突出する位置調整用の支持軸２８
を一体に有している。支持軸２８の外周には、雄ねじ２
８ａが形成されるとともに、端部側がスパナなどの工具
を係合するための段差２８ｂになっている。一方、第２
の部材２２の外端面には雄ねじ２８ａと螺合するナット
３０が固定されている。

【００１６】したがって、同図の如くユニット化された
後、コイルスプリング３３の締め付け摩擦抵抗を増大し
たい場合は、テーパー部材２５が巻回部２４のテーパ面
２４ａに沿って押し込められる方向へ、段部２８ｂで回
転操作する。すると、テーパー部材２５のくさび作用に
よって巻回部２４が拡径される。これにより、可変ない
しは制動力はコイルスプリング３３の締め付け力により
増大し、同時に、テーパー面２４ａにおける接触摩擦抵
抗によっても増大する。このような作用は図１のものと
同様である。

【００１７】なお、本発明は、上記２つの実施例に限定
されることなく、更に、その要部以外は適宜に変更ない
しは展開できるものである。

【００１８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の可変トルク
伝達機構では次のような効果が得られる。 (1) コイルスプリングの締め付けを利用した可変トル
ク伝達機構において、テーパー部材のくさび作用によっ
て拡径される巻回部によりコイルスプリングの締め付け
摩擦抵抗を大きくし、同時に、テーパー部材の接触摩擦
抵抗も得られることから、その可変ないしは制動力を構
成簡易で増大できる。 (2) 前記テーパー部材は押し込め方向へ位置調整性可
能に設けることも容易であることから、その可変ないし
は制動力を微調整したり、変更することもできる。 (3) したがってまた、コイルスプリングのばね特性が
長期使用などにより変化しても、テーパー部材のくさび
作用を利用して初期状態に再調整することも可能とな
り、寿命を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例として示す装置構成の断面
図である。

【図２】本発明の第２実施例として示す装置構成の断面
図である。

【符号の説明】

１，２１ 第１の部材 ２，２２ 第２の部材 ３，３３ コイルスプリング ３ａ，３３ａ コイルスプリングの一端 ４，２４ 巻回部 ４ａ，２４ａ テーパー面 ４ｂ，２４ｂ スリット ５，２５ テーパー部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状巻回部を一体に有する第１の部材
   と、前記巻回部の外周に巻き付け配置されるコイルスプ
   リングと、前記第１の部材と同軸に配置されて前記コイ
   ルスプリングの一端を係止してなる第２の部材とを備
   え、前記コイルスプリングの締め付け力を利用した可変
   トルク伝達機構において、 前記巻回部は、複数のスリットが軸方向に形成される一
   方、巻回部開口から内部に押し込められる略円錐台状の
   テーパー部材を有し、前記テーパー部材の押し込めによ
   り巻回部を拡径可能にしたことを特徴とする可変トルク
   伝達機構。