JP2008008423A - トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

【課題】外環部材に挿入した内輪の一端部を外環部材の内部において回転自在に支持し、前記内輪の外径面に所定の締め代をもってコイルばねを装着し、外環部材の内径面に嵌合した蓋部材に内輪の他端部を貫通し、前記コイルばねの一端部を外環部材に他端部を蓋部材に係合してなり、コイルばねの緊縛力によって所定のトルクを発生させるようにした摩擦式のトルクリミッタにおいて、内輪に対するコイルばねの装着作業を容易にする。
【解決手段】外環部材１に挿入する内輪２の一端部に、先端が最小外径Ｄの傾斜案内面２１を設け、その最小外径Ｄとコイルばね３の自然の状態における内径ＣがＤ＜Ｃの関係にあるように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、トルクリミッタに関し、特にコイルばねを用いた摩擦式トルクリミッタの組立性の改善に関するものである。

プリンタ、複写機等の事務機における給紙部においては従来から給紙ローラに所要のトルクを付加するためにコイルばねを組み込んだ摩擦式トルクリミッタが取付けられる（特許文献１）。

前記特許文献に開示されたトルクリミッタにおいては、外環部材の内部に相対回転可能に挿入された内輪の外径面にコイルばねが所定の締め代をもって装着され、そのコイルばねの一端部が外環部材の内部に係合されるとともに、他端部が外環部材の蓋部材の内面に係合される。内輪と外環部材の相対回転によりコイルばねが拡径作用を受けると内輪に対する緊縛力が減少して一定のトルクを発生させる。
特開２００６−１００６０号公報（図１）

添付の図３は、前記のトルクリミッタにおける内輪２３とコイルばね２２の関係を示している。内輪２３はその一端部に通常の面取りが施される。この面取り部２４は、部品の角を無くし欠損等を生じ難くするものであり、通常Ｃ０．４（軸方向長さが０．４ｍｍ、傾斜角４５°）である。内輪２３の外径をＡで示し、面取り部２４の最小外径をＢで示す。

一方、コイルばね２２は、断面四角形の金属線をストレート形に密に巻いたものであり、その内径をＣで示す。コイルばね２２はその内径をＡまで拡径され内輪２３の外径面に装着される。Ａ−Ｃが締め代となる。コイルばね２２の内径Ｃと面取り部２４の最小外径Ｂは、Ｂ＞Ｃの関係であるので、コイルばね２２を内輪２３の外径面に装着する場合は、強制的に前記のＢ又はＡを超える径方向の力を加えて拡径させながら組み付ける必要がある。

この組み付けは、ばね弾性に抗しながらの作業になるため、非常に不安定な作業となり、ばねに捩れや倒れなどの変形を発生させる原因となる。また、作業者は非常に大きな力を要するため、作業工数の増大要因ともなる。

そこで、この発明は、コイルばね２２を内輪２３の外径面に容易に装着できるようにすることを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、外環部材１と、前記外環部材１に挿入された内輪２と、前記内輪２の外径面に所要の締め代をもって装着されたコイルばね３と、前記外環部材１の一端部の内径面に装着された環状の蓋部材４とからなり、前記内輪２の内端部が前記外環部材１の内部において回転自在に支持されるとともにその外端部が前記蓋部材４を貫通して外部に露出され、前記コイルばね３の一端部が前記外環部材１の内部に係合されるとともにその他端部が前記蓋部材４に係合されてなるトルクリミッタにおいて、前記内輪２の内端部外径面にコイルばね３を押し込む際の傾斜案内面２１が形成され、その傾斜案内面２１の最小外径Ｄが前記コイルばね３の挿入側端部の内径Ｃより小さく形成された構成とした。

上記の構成によると、コイルばね３の端部を内輪２の対端部に当てた状態でコイルばね３の端部は傾斜案内面２１に嵌合されるので、その後は傾斜案内面２１の傾斜角度に応じて緩和された力を加えるだけ、該コイルばね３を拡径させつつ内輪の外径面に装着させることができる。

以上のように、この発明によれば、トルクリミッタの内輪にコイルばねを組み付ける際、その当初からコイルばねを傾斜案内面に沿わせながら拡径させることができるので、当初に径方向に強制的に拡径させる困難性が解消され、円滑に装着することができる。これにより、ばねの捩れや倒れなどの異常変形が防止され、組立工数の削減、製品の品質向上を図ることができる。

以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１に示した実施例のトルクリミッタは、外環部材１と、その外環部材１に相対回転可能に挿入された内輪２と、内輪２の外径面に所要の締め代をもって装着されたコイルばね３と、前記外環部材１の一端部の内径面に装着された環状の蓋部材４とからなる。

外環部材１はプラスチック製であり、その一端部に軸孔５が形成され、その軸孔５の内側にこれより大径の軸受部６が形成される。前記内輪２の内端部がその軸受部６において外環部材１と同芯状態に、かつ相対回転可能に支持される。また、前記軸受部６の内側において段差部７を介してこれより大径のばね収納部８が形成され、内輪２の外径面に装着されたコイルばね３がここに収納される。前記のばね収納部８はその内径を保って外環部材１の他端部に開放され、その開放端部の内径面に蓋部材４が嵌合される。

前記の内輪２は多孔質の焼結含油合金等により形成され、その内径面１６は前記軸孔５と同径に形成され、外環部材１から突き出した端部に対向一対の切欠部１７が形成される。

前記の蓋部材４は環状に形成され、その外径面に周方向の係合リブ９を有し、その係合リブ９が外環部材１の内径に形成された係合溝１０に嵌合される。この蓋部材４によってばね収納部８が閉鎖され、内輪２の外端部がその蓋部材４の内径面を貫通して外部に露出する。

コイルばね３は、四角形断面の線材を密に巻いたストレート形のコイルにより形成され、その一端部に形成された径方向外向きの屈曲部１１が前記ばね収納部８の段差部７に設けられた係合突起１２に周方向に突き当て状態に係合される。また他端部に形成された屈曲部１３も前記蓋部材４の内面に設けられた係合突起１４に同様に突き当て状態に係合される。蓋部材４は通常の状態では回転することがないように大きな摩擦力で嵌合されている。

ところで、前記内輪２の内端部においては、従来の面取り部２４（比較のために図２において符号２４で示す。）より大きい（即ち、軸方向長さＬが大である）傾斜案内面２１が形成されている。この傾斜案内面２１の先端の最小外径Ｄは、コイルばね３の内径Ｃより小さく形成される（即ちＤ＜Ｃ）。コイルばね３の内径Ｃと内輪２の外径Ａの差（Ａ−Ｃ）が締め代となり、この締め代の大きさは従来の場合と同じに設定される。傾斜案内面２１の軸方向長さＬは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、傾斜角θは１０°〜４０°（コイルばね３の挿入のし易さを考慮すると、望ましくは、１０°〜３０°）の範囲で適宜設定される。

なお、傾斜案内面２１の先端の最小外径Ｄとコイルばね３の内径Ｃの関係が前記のＤ＜Ｃの関係が維持される限り、傾斜案内面２１はＣ１（Ｌ＝１ｍｍでθ＝４５°）〜Ｃ３（Ｌ＝３ｍｍでθ＝４５°）の面取りであってもよい。

実施例のトルクリミッタは以上のように構成され、内輪２及び軸孔５に挿通された軸２０と内輪２を切欠部１７に立てたピン２５で結合する。外環部材１はフレーム等に固定される。軸２０と一体の内輪２を外環部材１に対し相対回転させるとコイルばね３の緊縛力が低下し、所定のトルクを発生させる。なお、このトルクリミッタは軸２０の両方向の回転に対して所定のトルクを発生させる。

組み立てに際しては、予め内輪２の内端（傾斜案内面２１側の端部）からコイルばね３を挿入して押し込み、傾斜案内面２１に沿って拡径させつつ外径面まで移動させる。その後、外環部材１に挿入され、蓋部材４を嵌合させる。適宜な工具で蓋部材４をコイルばね３の巻き方向に回転させると、蓋部材４の係合突起１４がコイルばね３の屈曲部１３に係合され、コイルばね３を回転させる。そうすると、他端の屈曲部１１が係合突起１２に係合され、コイルばね３が安定する。

（ａ）実施例の断面図、（ｂ）コイルばねの正面図 （ａ）同上の内輪にコイルばねを装着する際の拡大断面図、（ｂ）（ａ）図の一部拡大断面図 従来例の内輪にコイルばねを装着する際の一部拡大断面図

符号の説明

１ 外環部材
２ 内輪
３ コイルばね
４ 蓋部材
５ 軸孔
６ 軸受部
７ 段差部
８ ばね収納部
９ 係合リブ
１０ 係合溝
１１ 屈曲部
１２ 係合突起
１３ 屈曲部
１４ 係合突起
１６ 内径面
１７ 切欠部
２０ 軸
２１ 傾斜案内面
２２ コイルばね
２３ 内輪
２４ 面取り部
２５ ピン

Claims (2)

1. 外環部材（１）と、前記外環部材（１）に挿入された内輪（２）と、前記内輪（２）の外径面に所要の締め代をもって装着されたコイルばね（３）と、前記外環部材（１）の一端部の内径面に装着された環状の蓋部材（４）とからなり、前記内輪（２）の内端部が前記外環部材（１）の内部において回転自在に支持されるとともにその外端部が前記蓋部材（４）を貫通して外部に露出され、前記コイルばね（３）の一端部が前記外環部材（１）の内部に係合されるとともにその他端部が前記蓋部材（４）に係合されてなるトルクリミッタにおいて、前記内輪（２）の内端部外径面にコイルばね（３）を押し込む際の傾斜案内面（２１）が形成され、その傾斜案内面（２１）の最小外径Ｄが前記コイルばね（３）の自然の状態における内径Ｃより小さく形成されたことを特徴とするトルクリミッタ。
2. 前記傾斜案内面（２１）の軸方向長さＬが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、傾斜角θが１０°〜３０°であることを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッタ。

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