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WO2007114131A1 - トルクリミッタ - Google Patents

トルクリミッタ Download PDF

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WO2007114131A1
WO2007114131A1 PCT/JP2007/056555 JP2007056555W WO2007114131A1 WO 2007114131 A1 WO2007114131 A1 WO 2007114131A1 JP 2007056555 W JP2007056555 W JP 2007056555W WO 2007114131 A1 WO2007114131 A1 WO 2007114131A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inner ring
torque limiter
torque
sintered metal
oil
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2007/056555
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshinori Ito
Toshihiko Mouri
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.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Publication of WO2007114131A1 publication Critical patent/WO2007114131A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/022—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with a helical band or equivalent member co-operating with a cylindrical torque limiting coupling surface

Definitions

  • the present invention relates to a torque limiter that performs transmission and interruption of rotational torque.
  • Some torque limiters used in office machines use a radial binding force against the inner ring of a spring, and generate torque by pressing the spring against a friction plate in the thrust direction.
  • V has a mechanism that generates torque by frictional force even for slippage.
  • Lubricants such as lubricating oil and lubricating grease are used to prevent wear between the inner ring of the torque limiter and the spring or friction plate, wear between the friction plate and friction plate, abnormal heat generation, seizure noise, etc. Yes.
  • the inner ring of the torque limiter is a metal sintered body, which is a lubrication mechanism that is used by impregnating the lubricant.
  • the performance required for the torque limiter is to ensure lubricity so that sliding between the inner ring and the coil spring is performed properly, and how long the oil film is secured and maintained, suppressing metal contact and friction.
  • the performance of the torque limiter depends on whether the coefficient can be stabilized. Especially for torque limiters used in paper feeders such as copiers and printers, and tension mechanisms such as ribbons and sheets, there is a demand for lubricants that have extremely low torque fluctuations and do not generate metal contact noise. Speak.
  • the base oil has been used as a torque limiter lubricating oil or lubricating grease that can extend the life of the torque limiter by suppressing metal contact due to oil film breakage with little torque fluctuation, and has excellent grease resistance.
  • a torque limiter lubricating oil or lubricating grease that can extend the life of the torque limiter by suppressing metal contact due to oil film breakage with little torque fluctuation, and has excellent grease resistance.
  • a blended torque limiter lubricating oil or lubricating grease is known (see Patent Document 1).
  • the oil wedge generated by this oil flow lifts the bottom force shaft of the bearing and prevents the metal from contacting each other. Also, the shaft is displaced in the rotational direction by the flow of oil entering, and the hydraulic pressure distribution on the bearing inner diameter surface is as shown in Fig. 5.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion B of FIG. 3 showing the coil spring 3 and the inner ring 1 as a cross-sectional view of the torque limiter
  • the torque limiter In contact with the spring 3, there is a part in contact with the part. Like the part a, there is no element that makes contact with the coil spring 3 and exudes the lubricant that does not change in pressure in the part that is not. In the area where the coil spring 3 is in contact, such as part b, a difference in pressure occurs locally, but the effect is considered to be insignificant compared to the oil-impregnated bearing.
  • the torque limiter has a structure in which the lubricant in the inner ring 1 is difficult to seep out, so that it is difficult for the lubricant to seep out.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-249794
  • the present invention has been made to cope with such problems, and has excellent noise characteristics, wear resistance, and durability with a wide usable temperature range free of lubricating oil on the sliding surface.
  • the purpose is to provide a torque limiter.
  • a torque limiter includes an inner ring fitted into an outer member, and the inner ring and the outer portion. Torque that has a torque transmitting member interposed between the inner ring and the inner ring and the outer member to generate a predetermined torque due to friction between the inner ring outer diameter surface and the torque transmitting member during relative rotation between the inner ring and the outer member.
  • the inner ring is made of a sintered metal body, and is impregnated with liquid grease having a blending degree of 400 or more.
  • the degree of miscibility in the present invention is the degree of miscibility 60 times at 25 ° C. measured by the method defined in JIS K2220.
  • the inner ring is characterized in that the outer surface has a surface area ratio of 20% to 35%.
  • the surface porosity is the area ratio of surface pores (portions where the pores of the sintered metal body are opened on the outer surface) in the unit area of the inner ring outer diameter surface.
  • the sintered metal body is made of a copper-based sintered metal, an iron-based sintered metal, or an iron-copper alloy-based sintered metal.
  • the external member is characterized by comprising a resin, particularly a polyacetal resin.
  • the liquid grease is characterized in that a synthetic hydrocarbon oil is used as a base oil and a thickening agent is contained in an amount of 0.5 wt% to 5 wt% with respect to the entire grease.
  • the thickening agent is a metal soap or a urea compound.
  • the torque limiter of the present invention is formed by impregnating the inner ring, which is a sintered metal body, with liquid grease having a miscibility of 400 or more. As soon as it adheres to the outer surface of the inner ring, liquid grease is always present on the outer surface of the inner ring, and good sliding is obtained between the coil spring and the inner ring. Since it is a liquid grease with a miscibility of more than 400, familiar operation is not necessary and torque fluctuations can be suppressed. In addition, liquid grease is always present on the outer surface of the inner ring regardless of changes in the ambient temperature, so it can be expected to prevent abnormal noise and suppress wear.
  • the surface opening ratio of the inner ring outer diameter surface is 20% to 35%, in addition to the liquid grease held on the inner ring outer diameter surface, liquid grease seeps out from the inner ring. Even in this case, it can be expected to prevent abnormal noise and suppress wear.
  • FIGS. Figure 1 shows torr It is sectional drawing of a limiter.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a coil spring and an inner ring constituting the torque limiter.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the above-described lubricating oil or lubricating grease is used to prevent wear between the inner ring of the torque limiter and the spring or friction plate, wear between the friction plate and the friction plate, abnormal heat generation, seizure noise, and the like.
  • the torque limiter shown in FIG. 1 is a friction type torque limiter that generates torque by the binding force of the coil spring 3 to the inner ring 1.
  • the torque limiter of the present invention has an inner ring fitted inside an outer member, a torque transmission member is interposed between the inner ring and the outer member, and the inner ring outer diameter surface and the outer member are A torque limiter configured to generate a predetermined torque by friction between the inner ring and the torque transmission member during relative rotation.
  • the torque limiter incorporates a coil spring 3 that is a torque transmission member between an inner ring 1 and an outer ring 2 that is an external member that is rotatably provided on the outer side of the inner ring 1 and the coil spring.
  • 3 is provided with a small-diameter step 3a for tightening the outer diameter surface of the inner ring 1, one of the bent pieces 4a and 4b formed at both ends of the coil spring 3 is connected to the closed end of the outer ring 2, and the other folding
  • the bent piece 4b is connected to an adjustment ring 5 that is press-fitted rotatably into the opening end of the outer ring 2.
  • Inner ring 1 when the torque transmission is interrupted, the inner ring 1 rotates in contact with the small-diameter step portion 3a, so that the contact portion between the inner ring 1 and the small-diameter step portion 3a is likely to be worn.
  • Inner ring 1 is made of a sintered metal body and impregnated with liquid grease having a miscibility of 400 or more.
  • the sintered metal constituting the inner ring 1 may be a copper-based sintered metal such as bronze, brass, or silver, or an iron-based alloy such as Fe-based or Fe-C-based sintered metal.
  • a copper-based sintered metal, an iron-based sintered metal, or an iron-copper alloy-based sintered metal is used because it is relatively inexpensive and can withstand slidability and quietness. I like it.
  • the inner ring 1 used in the torque limiter of the present invention is a sintered metal body having the above sintered metal force, and has pores formed between the sintered particles inside, and a liquid grease is contained in the pores. Is impregnated.
  • metal powder such as copper or iron and an additive such as graphite are mixed, and this mixture is filled in a mold and compression-molded into an inner ring shape.
  • the molded product is sintered and sized, and then impregnated with liquid grease by vacuum impregnation. After impregnation, drain the oil and make sure that the liquid grease is thin and evenly adhered to the outer surface of the inner ring.
  • a heat treatment for hardening and a barrel treatment for removing scale caused by the heat treatment can be performed between the sizing and the oil impregnation treatment.
  • the impregnated liquid grease does not generate a pumping action as described above, so that the liquid grease does not easily leak. Therefore, it is necessary to appropriately set the surface area ratio of the outer diameter surface in order to allow the liquid dull to bleed out accurately.
  • the surface opening ratio of the outer surface of the inner ring used in the torque limiter of the present invention is 20% to 35%. It is preferable. If the surface porosity is less than 20%, the liquid grease impregnated inside the sintered metal is difficult to seep out to the inner ring surface, so that lubrication is performed only with the liquid grease held on the surface. Become. In addition, if the surface porosity is greater than 35%, the liquid grease impregnated inside the sintered metal will scatter or evaporate, or if it is operated for a long time, the liquid grease on the inner ring surface will be insufficient. Anomalies such as abnormal noise and wear may occur.
  • the surface open area ratio can be adjusted by the particle diameter of the powder and the density of the green compact.
  • a metal powder having a particle size of 100 mesh or less is used, and the surface open area ratio can be adjusted to the above range by forming the green powder density in the range of 6.4 to 7.2 g / cm 3 .
  • sizing can be finely adjusted by subjecting it to coining and barrel treatment.
  • the outer ring which is an external member of the torque limiter of the present invention, is formed of a resin such as polycarbonate resin, polyphenylene sulfide resin, acrylonitrile butadiene styrene resin, or polyacetal resin with good processability. Among these, it is excellent in oil resistance.
  • the inner ring 1 is impregnated with a liquid grease, and this liquid dull is formed by blending a base oil with an increasing agent.
  • the liquid grease has a miscibility of 400 or more. When the miscibility is less than 400, the fluidity is poor and the load is large.
  • the base oil used for the liquid grease in the present invention can be used without limitation as long as it is a commonly used base oil.
  • mineral oil such as naphthenic, paraffinic, liquid paraffin, hydrodewaxed oil, polyglycol oil such as polyalkylene glycol, ether synthetic oil such as alkyl diether ether, polyphenyl ether, diesel oil, polyol ester Ester synthetic oil such as oil, silicone oil such as polydimethylsiloxane and polymethylsiloxane, hydrocarbon synthetic oil such as GTL base oil and poly- ⁇ -olefin oil, and base oil such as fluorine oil .
  • the thickener used for the liquid grease in the present invention can be used without particular limitation as long as it is a commonly used thickener.
  • -Metal soaps such as um soap and aluminum complex soap, and urea compounds such as diurea compounds and polyurea compounds.
  • lithium soaps or urea compounds are preferred because they are relatively inexpensive and can be used over a wide temperature range.
  • the blending ratio of the thickener is blended so that the resulting grease has a miscibility of 400 or more. Specifically, it is preferable to add 0.5% to 5% by weight of the thickening agent with respect to the whole grease.
  • Liquid grease with a miscibility of 400 or more has the fluidity and lubricity, which are the advantages of lubricating oil, and the retention and non-evaporation, which are the advantages of grease.
  • lubricating oils have good fluidity and excellent lubricity, but are susceptible to scattering and evaporation.
  • ordinary grease (with a miscibility of less than 400) has a holding power and is difficult to disperse! /, But has the disadvantage of poor fluidity and high load.
  • the torque limiter according to the present invention is impregnated with this liquid grease, it is possible to obtain a state where the grease is hardly scattered and evaporated, and is always present on the outer surface of the inner ring. From the oily characteristics, good lubricity and appropriate fluidity can be obtained. As a result, it is possible to suppress torque fluctuations without the need for a running-in operation, and to prevent the generation of abnormal noise and the suppression of wear over a long period of time.
  • a sintered metal body made of a copper-based sintered metal, an iron-based sintered metal, or an iron-copper alloy-based sintered metal as an inner ring is used as an external member.
  • polyacetal resin is used as grease, synthetic hydrocarbon oil as base oil, and metallic grease or urea compound as a soaking agent, and liquid grease with a miscibility of 400 or more.
  • the liquid grease is always present on the surface of the inner ring outer diameter surface, Since good sliding can be obtained for a long time between the spring and the inner ring, it can be suitably used as a torque limiter used in various industrial machines including office machines.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a torque limiter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a coil spring and an inner ring constituting a torque limiter.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged view of part B in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a mechanism of pump action in an oil-impregnated bearing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

　摺動面の潤滑油不足がなく、使用可能温度範囲が広く、異音特性、耐摩耗性および耐久性に優れるトルクリミッタを提供する。内輪１の外側に外輪２を回転自在に設け、その両輪間に組込まれたコイルばね３に内輪１の外径面を締付ける小径段部３ａを設け、そのコイルばね３の両端に形成された折曲片の一方４ａを外輪２に連結し、他方の折曲片４ｂを外輪２の開口端部に回転可能に圧入した調整リング５に連結したトルクリミッタであって、内輪１は焼結金属体であり、該内輪１に混和ちょう度 400 以上の液状のグリースを含浸してなる。

Description

明 細 書
トルクリミッタ
技術分野
[0001] 本発明は回転トルクの伝達と遮断とを行なうトルクリミッタに関する。
背景技術
[0002] 事務機等に使用されるトルクリミッタは、ばねの内輪に対するラジアル方向の緊縛 力を利用したもの、ばねを摩擦板にスラスト方向に押し当ててすりあわせてトルクを発 生させるものがあるが、 V、ずれも摩擦力によりトルクを発生させる機構を有する。 トルクリミッタの内輪とばねまたは摩擦板間の磨耗、摩擦板と摩擦板間の摩耗、異 常発熱、焼付き異音等を防止するために潤滑油や潤滑グリース等の潤滑剤が用いら れている。また、トルクリミッタの内輪は金属の焼結体となっており、潤滑剤を含浸させ て使用する潤滑機構となっている。トルクリミッタに必要とされる性能は、内輪とコイル ばねとの摺動が適切に行なわれる潤滑性の確保であり、いかに長期間に渡って油膜 が確保'維持され、金属接触を抑制し、摩擦係数を安定ィ匕できるかによりトルクリミッタ の性能が左右される。特に、複写機、プリンタ等の紙送り装置やリボン'シート等のテ ンシヨン機構に使用されるトルクリミッタには、トルクの変動が極めて少なぐかつ金属 接触音を発生させな ヽ潤滑剤が要望されて ヽる。
従来、トルクの変動が少なぐ油膜切れによる金属接触を抑制することによりトルクリ ミッタの長寿命化を可能とし、かつ耐榭脂性に優れたトルクリミッタ用潤滑油または潤 滑グリースとして、基油が、合成飽和炭化水素油であり、かつ、潤滑油全量に対し、 脂肪族系のリン酸エステルおよび亜リン酸エステルカゝら選択される少なくとも 1種のリ ン酸系エステルを 1重量％〜8重量％配合してなるトルクリミッタ用潤滑油または潤 滑グリースが知られている (特許文献 1参照)。
[0003] トルクリミッタにおいて内輪とコイルばねとの摺動が適正に行なわれるには、摺動界 面における潤滑油や潤滑グリースによる潤滑作用の存在が不可欠である。通常の内 径摺動の含油軸受では、図 5に示すように、軸が回転することによりポンプ作用およ び発熱の効果で、内部に含浸されている潤滑油が内径面に染み出し、潤滑作用を 果たす。すなわち軸が回転することにより、軸受内部の油が吸い出され、油圧の低い 上の部分力 高い油圧を受ける摺動部に向力つて油が流れる。この油の流れによつ て生じる油のくさびが軸受の底面力 軸を持ち上げて、金属同士の接触を防止する 働きをしている。また軸は、入り込む油の流れによって、回転方向に片寄せられ、軸 受内径面での油圧分布は図 5のようになる。
[0004] しかしながら、トルクリミッタの場合、トルクリミッタの断面図として、コイルばね 3と内 輪 1とを示した図 3の B部を拡大した図 4に示すように、円周上で見ればコイルばね 3 と接して 、る部分と接して 、な 、部分とがある。 a部のようにコイルばね 3と接して 、な い部分では圧力の変化がなぐ潤滑剤が染み出す要素がない。 b部のようにコイルば ね 3と接する周辺では、局部的に見れば圧力の差が発生するものの、含油軸受の場 合と比較して、その効果は微々たるものと考えられる。このようにトルクリミッタでは、内 輪 1内部の潤滑剤が染み出しにくい構造となっているため潤滑剤の染み出しが起こり にくぐ特に運転初期において摺動面の潤滑剤不足が起こりやすい。
また、潤滑剤として潤滑油を用いる場合、飛散、蒸発が起こりやすぐ周囲の温度 変化によって染み出し状態が変動しやすい。その結果、異音の発生、摩耗の促進な どが起こりやす 、と 、う問題がある。
一方、潤滑剤として潤滑グリース (混和ちよう度 400未満）を用いる場合では、潤滑 油と比較して、飛散や蒸発等が起こりにくいものの、組み立て後になじみ運転が必要 となることや、グリース封入の際に余分なグリースがあふれるなどして取り扱いが不便 であること等のデメリットがある。
特許文献 1：特開 2002— 249794号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、摺動面の潤滑油不 足がなぐ使用可能温度範囲が広ぐ異音特性、耐摩耗性および耐久性に優れるト ルクリミッタの提供を目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明のトルクリミッタは、外部部材の内部に内輪を嵌合し、該内輪と上記外部部 材との間にトルク伝達部材を介在し、上記内輪と上記外部部材との相対回転時に上 記内輪外径面と上記トルク伝達部材との間の摩擦により所定のトルクを生じさせるよう にしたトルクリミッタであって、上記内輪は焼結金属体からなり、該内輪に混和ちよう 度 400以上である液状のグリースを含浸したことを特徴とする。
本発明における混和ちよう度は、 JIS K2220で規定される方法により測定した 25 °Cにおける 60回混和ちよう度である。
[0007] 上記内輪は、外径面の表面開孔率が 20%〜35%であることを特徴とする。
本発明にお 、て表面開孔率とは、内輪外径面の単位面積内に占める表面開孔 (焼 結金属体の細孔が外表面に開口した部分)の面積割合を 、う。
上記焼結金属体は、銅系焼結金属、鉄系焼結金属または鉄銅合金系焼結金属か らなることを特徴とする。
また、上記外部部材は、榭脂、特にポリアセタール榭脂からなることを特徴とする。
[0008] 上記液状のグリースは、合成炭化水素油を基油とし、増ちよう剤をグリース全体に対 して 0.5重量％〜5重量％含有することを特徴とする。
また、上記増ちよう剤は、金属石けんまたはゥレア化合物であることを特徴とする。 発明の効果
[0009] 本発明のトルクリミッタは、焼結金属体である内輪に、混和ちよう度 400以上である 液状のグリースを含浸してなるので、該液状のグリースは、増ちよう剤の効果により内 輪外径面に付着しやすぐ液状のグリースが内輪外径面に常に存在する状態が得ら れ、コイルばねと内輪との間で良好な摺動が得られる。カロえて、混和ちよう度 400以 上の液状のグリースであるため、なじみ運転等が不要であるとともに、トルクの変動を 抑制できる。また、周囲の温度変化にかかわらず、内輪外径面に液状のグリースが常 に存在するので、異音発生の防止、摩耗の抑止が期待できる。
また、内輪外径面の表面開孔率が 20%〜35%であるので、内輪外径面に保持さ れた液状のグリースに加え、内輪から液状のグリースが染み出し、長時間運転した場 合でも、異音発生の防止、摩耗の抑止が期待できる。
発明を実施するための最良の形態
[0010] 本発明の一実施例に係るトルクリミッタを図 1〜図 3に基づいて説明する。図 1はトル クリミッタの断面図である。図 2はトルクリミッタを構成するコイルばねと内輪を示す斜 視図である。図 3は図 2の A— A線の拡大断面を示す図である。
トルクリミッタの内輪とばねまたは摩擦板間の磨耗、摩擦板と摩擦板間の摩耗、異 常発熱、焼付き異音等を防止するために上述した潤滑油または潤滑グリースが用い られている。図 1に示すトルクリミッタは、コイルばね 3の内輪 1に対する緊縛力によりト ルクを発生させる摩擦式トルクリミッタである。
[0011] 本発明のトルクリミッタは、外部部材の内部に内輪を嵌合し、該内輪と上記外部部 材との間にトルク伝達部材を介在し、上記内輪外径面と上記外部部材との相対回転 時に上記内輪と上記トルク伝達部材との間の摩擦により所定のトルクを生じさせるよう にしたトルクリミッタである。
図 1〜図 3に示すように、トルクリミッタは、内輪 1とその外側に回転自在に設けられ た外部部材である外輪 2との間にトルク伝達部材であるコイルばね 3を組込み、その コイルばね 3に内輪 1の外径面を締付ける小径段部 3aを設け、上記コイルばね 3の両 端に形成された折曲片 4a、 4bの一方 4aを外輪 2の閉塞端に連結し、他方の折曲片 4bを外輪 2の開口端部に回転可能に圧入した調整リング 5に連結して 、る。
[0012] 上記トルクリミッタにおいては、調整リング 5側から見て、内輪 1をコイルばね 3の卷 方向と逆方向に回転させると、内輪 1との接触によってコイルばね 3の小径段部 3aに 拡径方向の力が作用するが、上記小径段部 3aの折曲片 4が外輪 2に連結されて 、る ため、小径段部 3aは縮径し、内輪 1を締付ける。このため、内輪 1の回転はコイルば ね 3を介して外輪 2に伝達され、外輪 2が内輪 1と同方向に回転する。外輪 2の負荷が 増し、コイルばね 3の小径段部 3aが内輪 1を締付ける緊縛力が小径段部 3aと内輪 1 の接触部における摩擦力より小さくなると、内輪 1と小径段部 3aとの間で滑りが生じ、 外輪 2への回転トルクの伝達が遮断される。
[0013] また、内輪 1をコイルばね 3の卷方向に回転させると、コイルばね 3の小径段部 3aが 上記と逆に拡径され、内輪 1と小径段部 3aとの間で滑りが生じ、外輪 2への回転トル クの伝達は遮断される。
[0014] 上記トルクリミッタにおいては、部品点数が少なぐ組立てが容易であって製造コスト が安ぐし力も、外輪 2に対して調整リング 5を回転させると、コイルばね 3の小径段部 3aの内径が変化して緊縛力が変わる。このため、内輪 1から外輪 2への伝達可能なト ルクの大きさを調整することができる。
上記トルクリミッタにおいては、トルク伝達の遮断時、内輪 1は小径段部 3aと接触回 転するため、内輪 1と小径段部 3aとの接触部に摩耗が生じ易ぐその摩耗を防止する ため、内輪 1は焼結金属体で作製され、混和ちよう度 400以上である液状のグリース が含浸されている。
[0015] 本発明のトルクリミッタにおいて、内輪 1を構成する焼結金属としては、青銅、真ちゆ う、洋銀などの銅系焼結金属、 Fe系、 Fe— C系焼結金属などの鉄系焼結金属、 Fe — Cu—C系、 Fe— C— Cu— Ni系焼結金属などの鉄銅合金系焼結金属、 Fe— Cr 系焼結金属などのステンレス系焼結金属、アルミニウム系焼結金属、チタン系焼結金 属、超硬合金系焼結金属などを挙げることができる。
本発明においては、これらの中で比較的安価であり、摺動性 '静粛性に耐え得るこ とから銅系焼結金属、鉄系焼結金属または鉄銅合金系焼結金属を用いることが好ま しい。
[0016] 本発明のトルクリミッタに用いられる内輪 1は上記焼結金属力 なる焼結金属体であ り、内部に焼結粒子間に形成される気孔を有し、この気孔内に液状のグリースが含浸 される。
内輪 1の製造工程は、まず、銅または鉄等の金属粉末とグラフアイト等の添加材とを 混合し、この混合物を金型に充填して内輪形状に圧縮成形する。そして、この成形 物を焼結してサイジングを行なった後、真空含浸により液状のグリースを含浸する。 含浸後、油切りを行ない、内輪外径面に液状のグリースが薄く均一に付着した状態と する。なお、焼結状態によっては、サイジングと含油処理の間に、硬化のための熱処 理とそれによって生じるスケールを取り除くバレル処理を行なうこともできる。
[0017] トルクリミッタにおいては含浸された液状のグリースは、上述したとおりポンプ作用が 発生しないため、液状のグリースの染み出しが起こりにくい。したがって、液状のダリ ースの染み出しを的確に行なわせるため外径面の表面開孔率を適切に設定する必 要がある。
本発明のトルクリミッタに用いられる内輪外径面の表面開孔率は 20%〜35%である ことが好ましい。表面開孔率が 20%より小さい場合、焼結金属内部に含浸されてい る液状のグリースが内輪表面に染み出しにくいため、表面に保持されている液状のグ リースでのみ潤滑が行なわれることになる。また、表面開孔率が 35%より大きい場合 、焼結金属内部に含浸されている液状のグリースの飛散や蒸発が起きやすぐ長時 間運転した場合など内輪表面の液状のグリースが不足して、異音'摩耗などの異常 が発生する可能性がある。
表面開孔率は粉末の粒子径および圧粉体の密度で調整することができる。本発明 においては粒子径 100メッシュ以下の金属粉を使用し、圧粉密度は 6.4〜7.2 g/cm3 の範囲で成形することによって表面開孔率を上記範囲に調整することができる。また 、焼結後に、サイジングゃコイニング、バレル処理を施すことにより、表面開孔率を微 調整することちできる。
[0018] 本発明のトルクリミッタの外部部材である外輪は、加工性の良いポリカーボネート榭 脂、ポリフエ二レンスルフイド榭脂、アクリロニトリル ブタジエン スチレン榭脂、ポリ ァセタール樹脂などの樹脂で形成される。これらの中では、耐油性に優れることから
、ポリアセタール榭脂を用いることが好ましい。
[0019] 本発明のトルクリミッタでは、内輪 1は液状のグリースに含浸され、この液状のダリー スは、基油に増ちよう剤が配合されてなるものである。
また、この液状のグリースは、混和ちよう度が 400以上である。混和ちよう度が 400 未満の場合、流動性が悪く負荷が大きくなる。
[0020] 本発明において液状のグリースに用いる基油としては、一般的に使用されている基 油であれば制限なく使用できる。例えば、ナフテン系、パラフィン系、流動パラフィン、 水素化脱ろう油などの鉱油、ポリアルキレングリコールなどのポリグリコール油、アル キルジフエ-ルエーテル、ポリフエ-ルエーテルなどのエーテル系合成油、ジエステ ル油、ポリオールエステル油などのエステル系合成油、ポリジメチルシロキサン、ポリ フエ-ルメチルシロキサンなどのシリコーン油、 GTL基油、ポリ- α -ォレフィン油等の 炭化水素系合成油、フッ素油等の基油が挙げられる。
これらの中で、榭脂に対する攻撃性が少ないことから合成炭化水素油を使用するこ とが好ましい。 [0021] 本発明において液状のグリースに用いる増ちよう剤は、一般的に使用されている増 ちょう剤であれば特に制限なく使用することができる。例えば、リチウム石けん、リチウ ムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミ
-ゥム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の金属石けん類、ジゥレア化合物 、ポリウレァ化合物等のウレァ化合物が挙げられる。
これらの中で比較的安価であり、広い温度範囲で使用できることからリチウム石けん またはゥレア化合物を使用することが好ま U、。
[0022] 本発明にお 、て上記増ちよう剤の配合割合は、得られるグリースの混和ちよう度が 400以上となる割合で配合する。具体的には、増ちよう剤をグリース全体に対して 0.5 重量％〜5重量％配合することが好ましい。
混和ちよう度 400以上である液状のグリースは、潤滑油の長所である流動性および 潤滑性と、グリースの長所である保持性および非蒸発性とを合わせ持っている。これ に対して、潤滑油は、良好な流動性を有し潤滑性に優れているが、飛散および蒸発 を生じやすい。一方、通常のグリース (混和ちよう度 400未満）は、保持力があって飛 散しにく!/、が、流動性が悪く負荷が大きくなる欠点がある。
本発明のトルクリミッタは、この液状のグリースを含浸してなるので、グリース的な特 性から、グリースの飛散、蒸発が起こりにくく内輪外径面に常に存在する状態が得ら れ、かつ、潤滑油的な特性から、良好な潤滑性と適度な流動性等が得られる。この結 果、なじみ運転等が不要でトルクの変動を抑制でき、長期間にわたり、異音発生の防 止、摩耗の抑止が期待できる。
[0023] 本発明のトルクリミッタを構成する好ましい組合せとしては、内輪として銅系焼結金 属、鉄系焼結金属または鉄銅合金系焼結金属よりなる焼結金属体を、外部部材とし てポリアセタール榭脂を、グリースとして合成炭化水素油を基油とし、金属石けんまた はゥレア化合物を増ちよう剤として、混和ちよう度が 400以上である液状のグリースを 用いた場合である。この結果、摺動面の潤滑油不足がなぐ使用可能温度範囲が広 ぐ異音特性、耐摩耗性および耐久性に優れるトルクリミッタが得られる。
産業上の利用可能性
[0024] 本発明のトルクリミッタは液状のグリースが内輪外径面の表面に常に存在し、コイル ばねと内輪との間で長期間良好な摺動が得られるので、事務用機械はじめ各種産業 機械に用いられるトルクリミッタとして好適に利用できる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]本発明の一実施例に係るトルクリミッタの断面図である。
[図 2]トルクリミッタを構成するコイルばねと内輪を示す斜視図である。
[図 3]図 2の A— A線の拡大断面を示す図である。
[図 4]図 3の B部を拡大した図である。
[図 5]含油軸受におけるポンプ作用のメカニズムを示す図である。
符号の説明
[0026] 1 内輪
2 外輪
3 コイルばね
3a 小径段部
4a 折曲片 (外輪閉塞端側）
4b 折曲片 (外輪開口端側）
5 調整リング

Claims

請求の範囲
[1] 外部部材の内部に内輪を嵌合し、該内輪と前記外部部材との間にトルク伝達部材 を介在し、前記内輪と前記外部部材との相対回転時に前記内輪外径面と前記トルク 伝達部材との間の摩擦により所定のトルクを生じさせるようにしたトルクリミッタであつ て、
前記内輪は焼結金属体からなり、該内輪に混和ちよう度 400以上である液状のダリ 一スを含浸したことを特徴とするトルクリミッタ。
[2] 前記内輪は、外径面の表面開孔率が 20%〜35%であることを特徴とする請求項 1 記載のトルクリミッタ。
[3] 前記焼結金属体は、銅系焼結金属、鉄系焼結金属または鉄銅合金系焼結金属か らなることを特徴とする請求項 1記載のトルクリミッタ。
[4] 前記外部部材は、榭脂からなることを特徴とする請求項 1記載のトルクリミッタ。
[5] 前記樹脂がポリアセタール榭脂であることを特徴とする請求項 4記載のトルクリミッタ
[6] 前記液状のグリースは、合成炭化水素油を基油とし、増ちよう剤をグリース全体に対 して 0.5重量％〜5重量％含有することを特徴とする請求項 1記載のトルクリミッタ。
[7] 前記増ちよう剤は、金属石けんまたはゥレア化合物であることを特徴とする請求項 6 記載のトルクリミッタ。
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