JPH11153151A - 一方向空転型トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ばね式一方向クラッチとトルクリミッタとの
組合せから成る従来の一方向空転型トルクリミッタは、
クラッチばねの大きさに制限があり、トルクリミッタの
トルク値が大きくなったり、トルクリミッタが小サイズ
になった場合に製作ができなくなる問題があった。この
点を改良した一方向空転型トルクリミッタを提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】 ローラ式の一方向クラッチ１とトルクリ
ミッタ２とをカップリング３の両端の嵌合部３８、４１
に抜止めを施して挿入し、上記カップリング３の内部に
おいて、一方向クラッチ１の外装部材７の嵌合凸部２６
とトルクリミッタ２の内輪２７の嵌合凹部３６とを嵌合
した構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ファックス、複
写機等の給紙又は搬送機構に用いられる一方向空転型ト
ルクリミッタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ファックス等の事務機に用いられる一方
向空転型トルクリミッタとして、本出願人は先に特願平
７−２５３３１５号（特開平９−８８９９７号）の特許
出願をしている。この特許出願に係る一方向空転型トル
クリミッタは、ばね式トルクリミッタと、ばね式一方向
クラッチとの組合せから成るものである。この一方向空
転型トルクリミッタは、従前のものに比べて小さなトル
クで空転できる等の利点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記出
願に係る一方向空転型トルクリミッタは、その内部にば
ね式一方向クラッチを用い、そのクラッチばねをトルク
リミッタの内輪の外径とコイルばねの内径の間に巻付け
る構成を採用しているため、クラッチばねの線径を大き
くすることや、巻き数を増すことができないという構造
上の制限があった。また、トルクリミッタが小サイズに
なるとそれに合わせてクラッチばねも小さくしなければ
ならず、そのような小サイズのクラッチばねの製作が困
難になることもあった。

【０００４】そこで、この発明は従来からの使用実績が
高く、しかも任意のサイズのものが製作できる転動体内
蔵型の一方向クラッチを用いることによりトルクリミッ
タのトルク値の大きさや、トルクリミッタの小型化に対
応できる一方向空転型トルクリミッタを提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、一方向クラッチ及びこれと同軸上に
配列されたトルクリミッタとの組合せから成り、上記ト
ルクリミッタのトルク伝達時の回転方向と同一方向の回
転時に上記一方向クラッチがロック状態となり、反対方
向の回転時に空転状態となるよう設定された一方向空転
型トルクリミッタにおいて、上記一方向クラッチとして
転動体内蔵式の一方向トルクリミッタを用い、その一方
向クラッチと、上記のトルクリミッタとをカップリング
の両端の嵌合部に抜止めを施して挿入すると共に、上記
カップリングの内部において、上記一方向クラッチとト
ルクリミッタのトルク伝達部材相互を軸方向の凹凸嵌合
により連結した構成としたものである。

【０００６】なお、上記カップリングの一方の嵌合部
が、その内周面にねじ溝を有し、他方の嵌合部が、その
内周面にカップリングの内方に至るに従い深くなる所要
数のクラッチ溝と、各クラッチ溝に嵌入されたクラッチ
ボールとからなる直線クラッチを有する構成を採用する
ことができる。

【０００７】また、上記の一方向クラッチが、クラッチ
輪の内周面に一定間隔をおいてポケットを設け、そのポ
ケットの底面にトルク伝達時の回転方向に浅くなる傾斜
面を形成し、上記ポケットに収納した回転体を上記の傾
斜面の浅くなる方向に付勢するばねを各ポケットに挿入
し、上記クラッチ輪をこれと一体に回転する外装体に収
納し、上記外装体の一方の開放端面に蓋を嵌着すると共
に、他方の閉塞面に上記トルクリミッタとの凹凸嵌合部
を設けてなり、上記のトルクリミッタが、外輪とその内
側に収納された内輪と、その内輪のまわりに所定の緊縛
力で巻付けられ、かつ上記トルク伝達時の回転方向のね
じり力により緊縛力が減少する巻き方向のコイルばねと
から成り、上記コイルばねの両端が上記外輪又は該外輪
と一体に回転する部材に係合され、上記内輪の一方向ト
ルクリミッタ側の突出端に該一方向トルクリミッタとの
凹凸嵌合部を設けてなる構成を採用することもできる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を添付
図面に基づいて説明する。

【０００９】図１及び図２に示すように、実施形態の一
方向空転型トルクリミッタは、ローラ式の一方向クラッ
チ１と、ばね式のトルクリミッタ２及び両者を連結する
カップリング３とから成る。

【００１０】ローラ式の一方向クラッチ１は、図４に示
すように、クラッチ輪４、ばね５、ローラ６、外装部材
７及び蓋８により構成される。クラッチ輪４は、軸１１
（図３（ａ）参照）に適合する径の内周面に一定間隔を
おいてポケット９が該クラッチ輪４の両端面間にわたり
形成される。各ポケット９の底面は、軸１１がトルク伝
達方向（一方向クラッチ１側からカップリング３の方向
に見て右回転、図３（ａ）の矢印Ａ参照）に回転する方
向に浅くなる傾斜面となり、くさび形空所１２を形成し
ている。

【００１１】上記のポケット９にローラ６が挿入される
と共に、そのポケット９のくさび形空所１２の広い部分
の壁面の凹部１０に、前記のばね５のばね片１３が挿入
され、そのばね片１３によってローラ６がくさび形空所
１２の狭い方向に付勢される。ローラ６はポケット９の
内周面の開口に部分的に露出し、軸１１に接触する。

【００１２】ばね５は図４に示すように、環部１３' と
各ポケット９に対応した数のばね片１３とにより構成さ
れ、環部１３' はクラッチ輪４の内径とほぼ等しい内径
を有する。各ばね片１３は環部１３' から切起こされ、
中程で２つ折りに屈曲され、各ポケット９に挿入され
る。各ばね片１３の先端部分がローラ６に押し当てら
れ、前記のように、ローラ６を一定方向に付勢する。

【００１３】外装部材７は筒体１４の一方の端面に閉塞
端面１５を形成したものであり、その閉塞端面１５の中
央部分に軸挿通穴１６が設けられている。前記のクラッ
チ輪４とばね５の組立体が上記の外装部材７に収納され
る。外装部材７の内周面に形成された軸方向の係合リブ
１７とクラッチ輪４の外周面に形成された軸方向の係合
溝１８が相互に係合して回り止めが図られる。上記の筒
体１４の外周面に、カップリング３との係合用のねじ山
１９が形成される。また、閉塞端面１５の外面に一対の
嵌合凸部２６が突設される。

【００１４】蓋８はその中心に軸挿通穴２１が形成さ
れ、外周面に抜止め用のリブ２２が周方向に形成され、
外装部材７の開放端の周溝２４に係合される。

【００１５】上記構成の一方向クラッチは、これに挿通
された軸１１が図３（ａ）の矢印Ａの方向に回転する
と、ローラ６がくさび形空所１２に噛み込んでロック状
態となり、トルクの伝達が行われる。軸１１が上記と逆
方向に回転すると、ローラ６がばね片１３の付勢力に打
勝ってくさび形空所１２の広い方に移動する。このた
め、軸１１が空転し、トルクの伝達が遮断される。

【００１６】一方、ばね式トルクリミッタ２は図１に示
すように、前記の軸１１が挿通される内輪２７の外側に
回転自在に外輪２８が嵌合され、内輪２７の一端は閉塞
端面３３の内面に形成した凹部２３に回転自在に支持さ
れる。また、該内輪２７の他端は、外輪２８の開放端に
強い摩擦力で圧入された調整リング３５の内周面で支持
され、その調整リング３５から外部に突出した突出部３
０に嵌合凹部３６が設けられる。

【００１７】上記内輪２７の外周面に右巻きのコイルば
ね２９の小径部３１を緊縛せしめ、そのコイルばね２９
の小径側の一端に形成された折曲部３２を外輪２８の閉
塞端面３３に係合し、他端の大径側に形成された折曲部
３４を、外輪２８の調整リング３５に係合している。

【００１８】なお、外輪２８の閉塞端面３３の外側面に
外部部材との係合凸部３７が設けられる。

【００１９】トルクリミッタ２は上記のごときものであ
り、いま、内輪２７がトルク伝達方向（前記の矢印Ａの
方向、即ち、一方向クラッチ１の方から見て右回転）に
回転すると、内輪２７、その内輪２７に小径部３１が緊
縛されたコイルばね２９、外輪２８及びその外輪２８の
係合凸部３７を経て外部部材にトルクが伝達される。こ
こで、外部部材側に異物の喰い込み等により大きなトル
クが発生すると、小径部３１の縮径作用が制限されて緊
縛力が低下し、内輪２７が外輪２８に対して滑り回転
し、トルクの伝達が遮断される。

【００２０】逆に、内輪２７が上記と逆方向に回転する
と、コイルばね２９の端部が折曲部３２により外輪に係
止されているため、コイルばね２９の小径部３１の縮径
作用が進み、内輪２７に対する緊縛力が増大してロック
状態となる。

【００２１】上記は軸１１が右回転するときにトルク伝
達を行う場合について述べたが、左回転するときにトル
ク伝達を行うようにする場合は、コイルばね２９として
左巻きのものを用いる。

【００２２】また、上記の説明は軸１１から外輪２８側
へトルクを伝達する場合について述べたが、逆の方向に
伝達する場合も同様である。

【００２３】次に、カップリング３は、図１、図２及び
図５に示すように環状に形成され、その一端内周面に前
記の一方向クラッチ１の外装部材７と結合されるクラッ
チ嵌合部３８が設けられ、そのクラッチ結合部３８に外
装部材７の前記ねじ山１９と螺合されるねじ溝３９が形
成される。

【００２４】また、上記カップリング３の他端内周面に
前記のトルクリミッタ２の内輪２７の突出端３０と結合
されるトルクリミッタ嵌合部４１が設けられる。そのト
ルクリミッタ嵌合部４１は前記のクラッチ嵌合部３８よ
り若干小径であり、その径の大きさの差による段部４２
がカップリング３の内周面に形成される。

【００２５】また、トルクリミッタ嵌合部４１の内周面
には、図２及び図５に示すように該嵌合部４１の開口端
から段部４２に至る軸方向のクラッチ溝４３が一定間隔
をおいて所要数設けられる。各クラッチ溝４３が周方向
には、トルクリミッタ２側に至るに従い浅くなる傾斜面
に形成され、内部にクラッチボール４４が収納される。
各クラッチボール４４は部分的にクラッチ溝４３から露
出する。上記のクラッチ溝４３及びクラッチボール４４
は直線クラッチ４５を構成する。

【００２６】上記構成の直線クラッチ４５は、トルクリ
ミッタ２の突出部３０を挿入するときは、クラッチボー
ル４４がクラッチ溝４３の深い部分に移動するので、突
出部３０はクラッチボール４４に妨げられることなく自
由に挿入することができる。しかし、トルクリミッタ２
を引き抜こうとすると、クラッチボール４４がクラッチ
溝４３と突出部３０との間に噛み込むため、トルクリミ
ッタ２を抜き出すことができない。

【００２７】なお、上記のクラッチ溝４３の両側面は、
図５に示すように内側に傾斜し、クラッチボール４４の
径方向への抜け出しを防止する。

【００２８】一方向クラッチ１、トルクリミッタ２及び
両者を結合するカップリング３は以上のごときものであ
り、これらを組合わせる際は、カップリング３のクラッ
チ嵌合部３８に一方向クラッチ１挿入すると共に、前者
のねじ溝３９に後者のねじ山１９を螺合することにより
結合する。外装部材７は図１に示すように、カップリン
グ３の内部の段部４２に押し当てられる。

【００２９】また、トルクリミッタ２はその内輪２７の
突出部３０をカップリング３のトルクリミッタ嵌合部４
１にクラッチボール４４を内方に押し込みながら挿入
し、内部において一方向クラッチ１の嵌合凸部２６と、
トルクリミッタ２の嵌合凹部３６とを嵌合させる。クラ
ッチボール４４はクラッチ溝４３の内端が一方向クラッ
チ１により閉塞されるため、軸方向に抜け出すことはな
い。

【００３０】一方向クラッチ１とトルクリミッタ２を、
上記のようにカップリング３を介して軸１１のまわりに
組付ける場合、一方向クラッチ１とトルクリミッタ２と
の間にラジアル方向のずれがあると、カップリング３の
クラッチボール４４がクラッチ溝４３の深い方へ移動す
ることにより、ラジアル方向のずれを吸収し、同軸状態
に維持することができる。

【００３１】上記の一方向空転型トルクリミッタにおい
て、軸１１が一方向クラッチ１のトルク伝達方向（右回
転、即ち、図３（ａ）の矢印Ａの方向）に回転して、ク
ラッチ１がロック状態になると、その軸１１と同方向に
回転する外装部材７と共に嵌合凸部２６と嵌合凹部３６
との凹凸嵌合により内輪２７が右回転し、トルクは内輪
２７、コイルばね２９、外輪２８及び係合凸部３７を経
て外部部材に伝達される。前述のように、外部部材に大
きなトルクが発生するとコイルばね２９の小径部３１の
緊縛力が減少して内輪２７が外輪２８に対して空転状態
となりトルクの伝達が遮断される。

【００３２】軸１１が上記とは逆に左回転すると、一方
向クラッチ１がトルクの伝達を遮断し、軸１１が空転す
る。

【００３３】上記の作用は、外部部材側からトルクリミ
ッタ２、一方向クラッチ１を経て軸１１にトルクを伝達
する場合も同様である。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、一方
向クラッチとして、転動体内蔵式の一方向クラッチを用
いたことにより、トルクリミッタのトルク値が大きくな
ったり、或いはトルクリミッタが小型化されることがあ
っても、それに応じた転動体内蔵式の一方向クラッチを
用いることにより一方向空転型トルクリミッタを実現す
ることができる。

【００３５】また、上記の一方向クラッチをトルクリミ
ッタを直線クラッチを内蔵したカップリングにより結合
するようにしたので、軸方向の結合を容易に行うことが
できると共に、ラジアル方向のずれを吸収できる。更に
一方向クラッチとトルクリミッタとは凹凸嵌合により嵌
合されるので、トルクの伝達が確実である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の断面図

【図２】同上の分解斜視図

【図３】（ａ）図１のIII −III 線の断面図 （ｂ）図１のIV−IV線の一部断面図

【図４】同上の一方向トルクリミッタの分解斜視図

【図５】同上のカップリングの一部省略側面図

【符号の説明】

１ 一方向クラッチ ２ トルクリミッタ ３ カップリング ４ クラッチ輪 ５ ばね ６ ローラ ７ 外装部材 ８ 蓋 ９ ポケット １１ 軸 １２ くさび形空所 １３ ばね片 １３' 環部 １４ 筒体 １５ 閉塞端面 １６ 軸挿通穴 １７ 係合リブ １８ 係合溝 １９ ねじ山 ２１ 軸挿通穴 ２２ 周方向リブ ２４ 周溝 ２５ 縦溝 ２６ 嵌合凸部 ２７ 内輪 ２８ 外輪 ２９ コイルばね ３０ 突出部 ３１ 小径部 ３２ 折曲部 ３３ 閉塞端面 ３４ 折曲部 ３５ 調整リング ３６ 嵌合凹部 ３７ 係合凸部 ３８ クラッチ嵌合部 ３９ ねじ溝 ４１ トルクリミッタ嵌合部 ４２ 段部 ４３ クラッチ溝 ４４ クラッチボール ４５ 直線クラッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方向クラッチ及びこれと同軸上に配列
   されたトルクリミッタとの組合せから成り、上記トルク
   リミッタのトルク伝達時の回転方向と同一方向の回転時
   に上記一方向クラッチがロック状態となり、反対方向の
   回転時に空転状態となるよう設定された一方向空転型ト
   ルクリミッタにおいて、上記一方向クラッチとして転動
   体内蔵式の一方向トルクリミッタを用い、その一方向ク
   ラッチと、上記のトルクリミッタとをカップリングの両
   端の嵌合部に抜止めを施して挿入すると共に、上記カッ
   プリングの内部において、上記一方向クラッチとトルク
   リミッタのトルク伝達部材相互を軸方向の凹凸嵌合によ
   り連結したことを特徴とする一方向空転型トルクリミッ
   タ。
2. 【請求項２】 上記カップリングの一方の嵌合部が、そ
   の内周面にねじ溝を有し、他方の嵌合部が、その内周面
   にカップリングの内方に至るに従い深くなる所要数のク
   ラッチ溝と、各クラッチ溝に嵌入されたクラッチボール
   とからなる直線クラッチを有することを特徴とする請求
   項１に記載の一方向空転型トルクリミッタ。
3. 【請求項３】 上記の一方向クラッチが、クラッチ輪の
   内周面に一定間隔をおいてポケットを設け、そのポケッ
   トの底面にトルク伝達時の回転方向に浅くなる傾斜面を
   形成し、上記ポケットに収納した回転体を上記の傾斜面
   の浅くなる方向に付勢するばねを各ポケットに挿入し、
   上記クラッチ輪をこれと一体に回転する外装体に収納
   し、上記外装体の一方の開放端面に蓋を嵌着すると共
   に、他方の閉塞面に上記トルクリミッタとの凹凸嵌合部
   を設けてなり、上記のトルクリミッタが、外輪とその内
   側に収納された内輪と、その内輪のまわりに所定の緊縛
   力で巻付けられると共に、両端が外輪に係合され、かつ
   上記トルク伝達時の回転方向と同じ巻き方向のコイルば
   ねとから成り、上記コイルばねの両端が上記外輪又は該
   外輪と一体に回転する部材に係合され、上記内輪の一方
   向トルクリミッタ側の突出端に該一方向トルクリミッタ
   との凹凸嵌合部を設けてなることを特徴とする請求項１
   又は２に記載の一方向空転型トルクリミッタ。