JPH11336786A - トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立作業が容易にできるとともに常に安定し
たスリップ状態が得られるトルクリミッタを提供する。 【解決手段】 第２のハブ部材４に、第１のハブ部材２
側に開口した環状溝４ａを形成して、環状溝４ａの内側
を第２のばね巻回部４ｃとした。また、環状溝４ａの外
側のカバー４ｂに、環状溝４ａの最深部から第１のばね
巻回部２ａ側まで延びた係止部４ｄを形成した。係止部
４ｄには、コイルスプリング６の巻き端部６ａが係合さ
れる。第２のハブ部材４を回動することにより、コイル
スプリング６の内径は大きくなる。また、内径を大きく
した状態で、コイルスプリング６は環状溝４ａの中に挿
入される。第２のハブ部材４の回動力を解放すれば、コ
イルスプリング６は第２のばね巻回部４ｃに巻き付く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機の紙送り機構
などに組込まれるトルクリミッタ、特には、第１のハブ
部材と第２のハブ部材のばね巻回部にコイルスプリング
を圧接状態に巻回した構造を備え、ばね巻回部の外周面
とコイルスプリングの内周面との摩擦係合力により、い
ずれか一方のハブ部材から他方のハブ部材に動力を伝達
するトルクリミッタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のトルクリミッタとしては、実開平
２−６６７２８号公報に説明されているものが代表的で
ある。該公報において、第１の実施の形態であるトルク
リミッタは、焼入れ加工が施されたばね巻回部の一方の
端部にそれより外径寸法が大きい支持部が形成されてい
るとともに中心の軸穴をＤ字状の軸穴とした第１のハブ
部材と、駆動側の歯車と噛合う歯部が形成されボス部分
をばね巻回部とした第２のハブ部材とが、各ばね巻回部
の端部が対向するように図示せぬ回転軸上に装着される
構造である。また、第１のハブ部材のばね巻回部と第２
のハブ部材のばね巻回部とに跨って圧接状態に巻回され
たコイルスプリングと、このコイルスプリングの外周面
に嵌合されるとともに、一方の開口部が第１のハブ部材
の支持部に嵌合され他方の開口部が第２のハブ部材の歯
部側面に形成された環状な凹陥部内に挿入されたカバー
が設けられている。また更に、第１のハブ部材のばね巻
回部の外周面とコイルスプリングの内周面には、過負荷
発生時において、これらばね巻回部とコイルスプリング
との円滑なスリップ状態が得られるようにグリースが塗
布されている。

【０００３】このような構造からなるトルクリミッタ
は、第１のハブ部材が回転軸に一体の回転を自在に軸着
され、第２のハブ部材が回転軸にブッシュを介して回転
自在に支持されるとともに、第２のハブ部材の歯部は駆
動側の歯車と噛合わされる。したがって、コイルスプリ
ングの内周面と各ばね巻回部の外周面との摩擦係合力に
より、トルクリミッタを介して歯車から回転軸に動力が
伝達される。また、回転軸側の負荷が一定の大きさ以上
になると、コイルスプリングは、一方の巻き端部側が固
定された状態で他方の巻き端部側が拡径する方向に捻ら
れるので、コイルスプリングの内周面とハブ部材のばね
巻回部の外周面との摩擦係合力が弱くなり、トルクリミ
ッタはスリップ状態になる。そして、動力の伝達は遮断
される。また、従来のトルクリミッタは、コイルスプリ
ングの外側を覆うカバーを設けたので、回転中における
グリースの飛散が防止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなトルクリミ
ッタは、コイルスプリングの一方の巻き端部側を第１の
ハブ部材のばね巻回部に圧接状態の巻回した後、コイル
スプリングの他方の巻き端部側を第２のハブ部材のばね
巻回部に圧接状態に巻回することになるが、従来のトル
クリミッタは、カバーが被せられて拡径する方向への弾
性変形が制限されたコイルスプリングの内周面に、第２
のハブ部材のばね巻回部の外周面を圧入嵌合する構造で
ある。即ち、コイルスプリングが拡径される方向に回動
させながら、第２のハブ部材のばね巻回部をコイルスプ
リングの内周面に挿入しなければならない。したがっ
て、このような組立作業では、手間が掛かり生産性が悪
い。また、回動せずに第２のハブ部材のばね巻回部をコ
イルスプリングの内周面に圧入すると、ばね巻回部の外
周面にコイルスプリングの内周面が擦れて傷ができた
り、コイルスプリングが変形してしまうため、安定した
スリップ状態が得られなくなるといった品質上の問題を
招来することが想起される。

【０００５】この発明は、組立作業が容易にできるとと
もに常に安定したスリップ状態が得られるトルクリミッ
タを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１に記載されたトルクリミッタは、第
１のばね巻回部（実施の形態において符号２ａ、以下、
同様に示す）の一方の端部に外径寸法が大きい第１の支
持部（２ｂ）が設けられた第１のハブ部材（２）と、こ
の第１のハブ部材（２）側に開口した環状溝（４ａ）が
形成されているとともに、この環状溝（４ａ）の外側に
設けられ先端部が前記第１の支持部（２ｂ）に嵌合され
たカバー（４ｂ）と、前記環状溝（４ａ）の内側に設け
られ側面が前記第１のばね巻回部（２ａ）の他方の端部
に当接した第２のばね巻回部（４ｃ）と、前記カバー
（４ｂ）の内周面に設けられ前記環状溝（４ａ）の最深
部から前記第１のばね巻回部（２ａ）の外側まで延びた
係止部（４ｄ）とを有する第２のハブ部材（４）と、前
記第１のばね巻回部（２ａ）と前記第２のばね巻回部
（４ｃ）とに跨って圧接状態に巻回されて前記カバー
（４ｂ）の内側に配設されているとともに、前記第２の
ハブ部材（４）の係止部（４ｄ）と円周方向で係合自在
な一方の巻き端部（６ａ）が設けられたコイルスプリン
グ（６）とを備え、前記コイルスプリング（６）の自己
復帰力に抗して前記第２のハブ部材（４）を回動した状
態で前記第１のハブ部材（２）側に移動することによ
り、拡径された前記コイルスプリング（６）が前記環状
溝（４ａ）の中に挿入されるとともに、前記第２のハブ
部材（４）の回動力を解放することにより、前記コイル
スプリング（６）は前記第２のばね巻回部（４ｃ）に圧
接状態に巻回されることを特徴とする。

【０００７】また、請求項２に記載されたトルクリミッ
タは、請求項１に記載されたトルクリミッタにおいて、
前記第１のハブ部材（２）には、前記第１のばね巻回部
（２ａ）の他方の端部に外径寸法が小さい第２の支持部
（２ｃ）が設けられ、この第２の支持部（２ｃ）に前記
第２のハブ部材（４）が回転自在に支持されていること
を特徴とする。

【０００８】また、請求項３に記載されたトルクリミッ
タは、請求項１または請求項２に記載されたトルクリミ
ッタにおいて、前記第２のハブ部材（４）の前記カバー
（４ｂ）の内周面には、その内周面から中心方向に突出
して前記環状溝（４ａ）の最深部から前記第１のばね巻
回部（２ａ）の外側まで延びているとともに、円周方向
に間隔をおいて形成された複数条の前記係止部（４ｄ）
が設けられていることを特徴とする。

【０００９】また、請求項４に記載されたトルクリミッ
タは、請求項１〜３のいずれかに記載されたトルクリミ
ッタにおいて、前記コイルスプリング（６）の他方の巻
き端部（６ｂ）は、外側に折り曲げられ前記第１のばね
巻回部（２ａ）から離れていることを特徴とする。

【００１０】また、請求項５に記載されたトルクリミッ
タは、請求項１〜４のいずれかに記載されたトルクリミ
ッタにおいて、前記第１のハブ部材（２）の前記第１の
ばね巻回部（２ａ）から前記第１の支持部（２ｂ）に移
行する側面と前記コイルスプリング（６）の他方の巻き
端部（６ｂ）の側面との間に、隙間調整部材（７）が介
在されていることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態として図１
と図２に図示されたトルクリミッタは、複写機の紙送り
機構に組込まれる動力伝達装置であり、紙送りローラが
装着される回転軸に紙詰まりにより一定以上の負荷が作
用したとき、その回転軸への動力の伝達を遮断する機能
を有するものである。図面において、図１はトルクリミ
ッタの断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。以
下、これら図面の実施の形態を説明する。

【００１２】図示せぬ紙送りローラが装着されている回
転軸１には、段付き状の外周面とした鉄製の第１のハブ
部材２が装着されている。この第１のハブ部材２は、後
で述べるコイルスプリング６が巻回された円筒状の第１
のばね巻回部２ａと、この第１のばね巻回部２ａの一方
の端部に形成されたそれより外径寸法が大きいリング状
の第１の支持部２ｂと、第１のばね巻回部２ａの他方の
端部に形成されたそれより外径寸法が小さい円筒状の第
２の支持部２ｃと、第１の支持部２ｂ側に形成されたそ
れより外径寸法が大きい円筒状の取付部２ｄとを有する
形状である。また、取付部２ｄの側面に形成された溝２
ｅに回転軸１の貫通穴に打ち込まれたピン３を嵌合する
ことにより、第１のハブ部材２は回転軸１に一体の回転
を自在に軸着されている。

【００１３】このような第１のハブ部材２の第２の支持
部２ｃには、合成樹脂材製の第２のハブ部材４が回転自
在に支持されスナップリング５で抜け止めされている。
第２のハブ部材４は、第１のハブ部材２側に開口した環
状溝４ａが形成されている。また、環状溝４ａの外側に
は、先端が第１のハブ部材２の第１の支持部２ｂに嵌合
された円筒状のカバー４ｂが設けられ、環状溝４ａの内
側には後で述べるコイルスプリング６が巻回された円筒
状の第２のばね巻回部４ｃが設けられている。また更
に、カバー４ｂの内周面には、その内周面から中心方向
に突出して環状溝４ａの最深部から第１のばね巻回部２
ａの外側まで延びた係止部４ｄが、一体に形成されてい
る。この実施の形態では、カバー４ｂの内周面を４等分
する位置に係止部４ｄは形成されており、かつ各係止部
４ｄの先端は、後で述べるコイルスプリング６の外周面
が接離する円弧面に形成されている。また、第２のハブ
部材４のスナップリング５で抜け止めされている側は、
図示せぬ駆動側の歯車と噛合う歯車４ｅとなっている。

【００１４】なお、この実施の形態では、第１のハブ部
材２のばね巻回部２ａの外径寸法より、第２のハブ部材
４の第２のばね巻回部４ｃの外径寸法が、非常に僅かで
あるが大きく形成されている。

【００１５】このような形状からなる第１のハブ部材２
と第２のハブ部材４のばね巻回部２ａ，４ｃの外側と第
２のハブ部材４のカバー４ｂの内側に形成された環状の
空間Ｓ（環状溝４ａを含む）には、コイルスプリング６
が配設されている。このコイルスプリング６は、その巻
き径が各ばね巻回部２ａ，４ｃの直径寸法より小さい寸
法に形成され、自己復帰力（弾性力）により各ばね巻回
部２ａ，４ｃに圧接状態で巻回されている。また、コイ
ルスプリング６の一方の巻き端部６ａは、半径方向に折
り曲げられカバー４ｂの係止部４ｄと円周方向で係合す
るようになっている。また更に、コイルスプリング６の
他方の巻き端部６ｂは、カバー４ｂの内周面に当接しな
い程度に外側に折り曲げられ、第１のばね巻回部２ａの
外周面から離れている。これは、トルクリミッタがスリ
ップ状態になったときに、コイルスプリング６の巻き端
部６ｂとばね巻回部２ａとのかじり現象を防止するため
である。

【００１６】また、この実施の形態のトルクリミッタ
は、第１のハブ部材２の第１のばね巻回部２ａから第１
の支持部２ｂに移行する鉛直状の側面とコイルスプリン
グ６の他方の巻き端部６ｂの側面との間に、金属または
合成樹脂材製の隙間調整部材７が介在されている。この
隙間調整部材７は、動力の伝達またはその伝達の遮断を
繰り返すことによりコイルスプリング６が軸線方向に偏
らないように、かつ、上記鉛直状の側面とコイルスプリ
ング６の巻き端部６ｂとのかじり現象を防止するために
用意された介在物である。

【００１７】次に、このような構造からなるトルクリミ
ッタの組立手順について説明する。まず、第１のハブ部
材２の第１のばね巻回部２ａの外周面とコイルスプリン
グ６の内周面と外周面にグリースを塗布してから、コイ
ルスプリング６が拡径する方向に回動しながら、間隙調
整部材７が装着された第１のハブ部材２のばね巻回部２
ａを巻き端部６ｂ側からコイルスプリング６に挿入す
る。また、第１のハブ部材２の第２の支持部２ｃに第２
のハブ部材４を嵌合しながら、コイルスプリング６の巻
き端部６ａを係止部４ｄに係合する。そして、コイルス
プリング６の自己復帰力に抗して第２のハブ部材４を回
動した状態で、その第２のハブ部材４を第１のハブ部材
２側に移動する（押し込む）ことにより、拡径されたコ
イルスプリング６の巻き端部６ａ側を環状溝４ａの中に
挿入する。また、第２のばね巻回部４ｃの側面が第１の
ばね巻回部２ａの端部に突き当てられた後、第２のハブ
部材４の回動力を解放することにより、コイルスプリン
グ６は第２のばね巻回部４ｃに圧接状態に巻回される。

【００１８】このように組み立てられたトルクリミッタ
は、スナップリング５により第２のハブ部材４の抜け止
めをしてから、回転軸１に装着される。また、第１のハ
ブ部材２の溝２ｅにピン３を嵌合することにより、第１
のハブ部材２を回転軸１に一体の回転を自在に軸着す
る。なお、ピン３とは軸線方向反対側（第２の支持部２
ｃの端部）には、スナップリング５と同様な移動を制限
する手段などが設けられる。即ち、回転軸１上に支持さ
れ図示せぬ歯車と噛合ったトルクリミッタは、軸線方向
の移動が制限される。

【００１９】以上のような構造からなるトルクリミッタ
は、駆動側のモータ制御により第２のハブ部材４の歯車
４ｅと噛合った図示せぬ歯車が回転すると、コイルスプ
リング６の内周面とばね巻回部２ａ，４ｃの外周面との
摩擦係合力により、回転軸１に動力を伝達する。そし
て、回転軸１に装着された図示せぬゴムローラとの摩擦
力で、図示せぬ給紙カセット内のコピー用紙が、図示せ
ぬ感光ドラム側の複写機本体内部に送り込まれる。な
お、トルクリミッタの回転中に飛散するグリースは、カ
バー４ｂにより外部への飛散が防止される。

【００２０】また、このような紙送り機構において紙詰
まりが発生すると、回転軸１の負荷が一定の大きさ以上
になるため、コイルスプリング６の巻き端部６ｂ側が制
動される。また、この状態でコイルスプリング６の巻き
端部６ａ側が第２のハブ部材４の回転により拡径する方
向に捻られるので、コイルスプリング６の内周面とばね
巻回部２ａ，４ｃの外周面との摩擦係合力が弱くなり、
トルクリミッタはスリップ状態になる。

【００２１】以上、この発明の実施の形態として、複写
機の紙送り機構に組込まれるトルクリミッタを説明した
が、この発明のトルクリミッタは、その他の機器に組込
むことができる。また、コイルスプリング６の巻き端部
６ａは、カバー４ｂの内周面に設けた突出した係止部４
ｄに係合するのではなく、カバー４ｂの内周面に設けら
れた凹陥状の溝に係合するようにしてもよい。また更
に、第２のハブ部材４を第１のハブ部材２の第１の支持
部２ｃに回転自在に支持したが、第１の支持部２ｃを削
除して第２のハブ部材４を回転軸１に直接支持してもよ
い。なお、実施の形態では、第２のハブ部材４が合成樹
脂で形成されているので、軸受を介在する必要はない。

【００２２】また、第１のハブ部材２と回転軸１とは、
ピン３以外の手段により一体の回転を自在に軸着するこ
ともできる。また更に、組立時において、コイルスプリ
ング６の巻き端部６ａが押圧された状態で摺動する係合
部６ａの側面は、平坦面として説明したが、第２のハブ
部材４を第１のハブ部材２側に移動する（押し込む）に
連れてコイルスプリング６が拡径されるように、環状溝
４ａの最深部側に行くに従って、コイルボビン６が拡径
する方向への突出量が大きくなるテーパー面としてもよ
い。また、第１のハブ部材２を従動側回転部材とし第２
のハブ部材４を駆動側の回転部材として説明したが、第
１のハブ部材２を駆動側の回転部材として使用すること
もできる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載されたト
ルクリミッタは、第２のハブ部材のカバーの内周面に係
止部を設けるとともに、コイルスプリングに係止部に係
合自在な巻き端部を設け、コイルスプリングの自己復帰
力に抗して、第２のハブ部材を回動した状態で第１のハ
ブ部材側に移動することにより、コイルスプリングが第
２のばね巻回部に圧接状態に巻回されるようにしたの
で、組立時において、第２のハブ部材のばね巻回部の外
周面がコイルスプリングの内周面に擦られて傷つくなど
の問題が解決される。また、第２のばね巻回部へのコイ
ルスプリングの巻回作業が容易にできる。したがって、
組立作業が容易にできるとともに常に安定したスリップ
状態が得られるトルクリミッタを提供することができ
る。

【００２４】また、請求項２に記載されたトルクリミッ
タは、請求項１に記載されたトルクリミッタにおいて、
第１のばね巻回部の他方の端部に外径寸法が小さい第２
の支持部を設け、第１のハブ部材の第２の支持部に第２
のハブ部材を回転自在に支持するようにしたので、第２
のハブ部材を第１のハブ部材側へ移動するときに、コイ
ルスプリングの中心に対して第２のハブ部材の中心が偏
心するようなことがなく、組立作業が容易にできる。

【００２５】また、請求項３に記載されたトルクリミッ
タは、請求項１または請求項２に記載されたトルクリミ
ッタにおいて、第２のハブ部材のカバーの内周面に、そ
の内周面から中心方向に突出して環状溝の最深部から第
１のばね巻回部の外側まで延びているとともに、円周方
向に間隔をおいて形成された複数条の係止部を設けたの
で、第２のばね巻回部にコイルスプリングを巻回すると
きや、回転軸が逆回転したときに、コイルスプリングが
大きく変形（拡径）しないようにそれを係止部で制限す
ることができる。したがって、耐久性に優れたトルクリ
ミッタを提供することができる。

【００２６】また、請求項４に記載されたトルクリミッ
タは、請求項１〜３のいずれかに記載されたトルクリミ
ッタにおいて、コイルスプリングの他方の巻き端部を外
側に折り曲げて第１のばね巻回部から離したので、巻き
端部とばね巻回部とのかじり現象が防止できる。したが
って、コイルスプリングの内周面とばね巻回部の外周面
との摩擦係合力による動力伝達力（回転トルク）の設定
値が変動することがないので、信頼性の高いトルクリミ
ッタを提供できる。

【００２７】また、請求項５に記載されたトルクリミッ
タは、請求項１〜４のいずれかに記載されたトルクリミ
ッタにおいて、第１のハブ部材の第１のばね巻回部から
第１の支持部に移行する側面とコイルスプリングの他方
の巻き端部の側面との間に、隙間調整部材を介在したの
で、コイルスプリングの軸線方向の偏りや、第１のハブ
部材の側面とコイルスプリングの巻き端部とのかじり現
象が防止される。したがって、コイルスプリングの内周
面とばね巻回部の外周面との摩擦係合力による動力伝達
力（回転トルク）の設定値が変動することがないので、
信頼性の高いトルクリミッタを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態として示したトルクリミ
ッタの断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

２ …第１のハブ部材 ２ａ…第１のばね巻回部 ２ｂ…第１の支持部 ２ｃ…第２の支持部 ４ …第２のハブ部材 ４ａ…環状溝 ４ｂ…カバー ４ｃ…第２のばね巻回部 ４ｄ…係止部 ６ …コイルスプリング ６ａ…巻き端部 ６ｂ…巻き端部 ７ …隙間調整部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のばね巻回部の一方の端部に外径寸
   法が大きい第１の支持部が設けられた第１のハブ部材
   と、この第１のハブ部材側に開口した環状溝が形成され
   ているとともに、この環状溝の外側に設けられ先端部が
   前記第１の支持部に嵌合されたカバーと、前記環状溝の
   内側に設けられ側面が前記第１のばね巻回部の他方の端
   部に当接した第２のばね巻回部と、前記カバーの内周面
   に設けられ前記環状溝の最深部から前記第１のばね巻回
   部の外側まで延びた係止部とを有する第２のハブ部材
   と、前記第１のばね巻回部と前記第２のばね巻回部とに
   跨って圧接状態に巻回されて前記カバーの内側に配設さ
   れているとともに、前記第２のハブ部材の係止部と円周
   方向で係合自在な一方の巻き端部が設けられたコイルス
   プリングとを備え、前記コイルスプリングの自己復帰力
   に抗して前記第２のハブ部材を回動した状態で前記第１
   のハブ部材側に移動することにより、拡径された前記コ
   イルスプリングが前記環状溝の中に挿入されるととも
   に、前記第２のハブ部材の回動力を解放することによ
   り、前記コイルスプリングは前記第２のばね巻回部に圧
   接状態に巻回されることを特徴とするトルクリミッタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたトルクリミッタに
   おいて、前記第１のハブ部材には、前記第１のばね巻回
   部の他方の端部に外径寸法が小さい第２の支持部が設け
   られ、この第２の支持部に前記第２のハブ部材が回転自
   在に支持されていることを特徴とするトルクリミッタ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載されたト
   ルクリミッタにおいて、前記第２のハブ部材の前記カバ
   ーの内周面には、その内周面から中心方向に突出して前
   記環状溝の最深部から前記第１のばね巻回部の外側まで
   延びているとともに、円周方向に間隔をおいて形成され
   た複数条の前記係止部が設けられていることを特徴とす
   るトルクリミッタ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載されたト
   ルクリミッタにおいて、前記コイルスプリングの他方の
   巻き端部は、外側に折り曲げられ前記第１のばね巻回部
   から離れていることを特徴とするトルクリミッタ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載されたト
   ルクリミッタにおいて、前記第１のハブ部材の前記第１
   のばね巻回部から前記第１の支持部に移行する側面と前
   記コイルスプリングの他方の巻き端部の側面との間に、
   隙間調整部材が介在されていることを特徴とするトルク
   リミッタ。