JP2005023994A

JP2005023994A - トルクリミッタ

Info

Publication number: JP2005023994A
Application number: JP2003189624A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Takada; 声一高田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】ハウジングに挿通した軸にコイルばねを巻き付け、そのコイルばねの一端部に設けたフックをハウジングのフック止め部に固定し、ハウジングと軸との相対回転により所要のトルクを発生させるようにしたトルクリミッタにおいて、トルク発生時に前記フックに作用する引き込み力に対する強度を向上させることである。
【解決手段】ハウジング１に挿通した軸３にコイルばね４を巻き付け、そのコイルばね４の一端部に設けたフック８をハウジング１のフック止め部６に固定し、ハウジング１と軸３との相対回転により所要のトルクを発生させるようにしたトルクリミッタにおいて、前記のコイルばね４とその一端部のフック８を所要幅の板ばねにより形成した構成とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンタ等におけるトルク伝達部において用いられるトルクリミッタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ等のトルク伝達部分に使用されるトルクリミッタとして、ハウジングの内部においてそのハウジングに軸受を介して支持された軸の周りに所要の弾力でコイルばねを装着し、そのコイルばねの一端部を径方向外向きに屈曲してフックを形成し、そのフックをハウジング内周面に設けたフック止め部に係合させた構成のものが従来から知られている（例えば、特許文献１）。前掲の特許文献１に開示されたトルクリミッタにおいては、弾性線材を螺旋曲状に巻き曲げたコイルばねが使用されている。
【０００３】
上記のトルクリミッタは、ハウジング（特許文献１においては「外輪」）を固定し、軸（同「内輪」）をコイルばねの縮径方向に回転させた場合に、コイルばねに大きな緊縛力が発生し軸がロックするが、それ以上に大きいトルクが軸に加えられると、滑りが生じてトルクリミッタとしてのトルクを発生しながら軸が回転する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５４７５６号公報（図１、図２参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、前記従来の技術のトルクリミッタの一部を示している。２１はハウジング、２２は軸、２３はコイルばね、２４はコイルばね２３の一端部に設けられたフックであり、そのフック２４がハウジング２１の内周面に設けられたフック止め２５に係合された状態を示す。このようなトルクリミッタにおいて、軸２２がコイルばね２３の巻き方向に回転（矢印Ｘ参照）すると該コイルばね２３に大きな緊縛力が発生し軸２２がロックするが、それ以上に大きいトルクが軸２２に加えられると、滑りが生じてトルクリミッタとしてのトルクを発生しながら軸２２が回転する。このとき、コイルばね２３のフック２４には回転方向に引き込み力が作用する（矢印ｘ参照）。この力が一定以上大きくなるとフック２４が座屈し破損に至る可能性がある。このためには、フック２４を十分な強度でフック止め２５に固定する必要があるが、フック２４が線材であることから補強手段を適用し難い問題があり、発生トルクに一定の限界があった。
【０００６】
そこで、この発明はフックの固定強度が十分大きくとれ、これによって大きなトルクの発生が可能となるトルクリミッタを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、ハウジングの軸受によって支持された軸の外周面に所要の弾力でコイルばねを巻き付け、そのコイルばねの一端部を屈曲して径方向外向きのフックを形成し、該フックを前記ハウジングのフック止め部に係合してなるトルクリミッタにおいて、前記コイルばねを螺旋状に巻き曲げた板ばねにより形成し、その板ばねの一端部を径方向外向きに屈曲して前記のフックを形成した構成を採用した。
【０００８】
上記の構成によると、板ばねの幅・厚さを適宜選定することにより十分大きなトルクを発生させることができる。また、フックが板ばねの一端部により形成されるので、その幅と厚さを適当に選定することにより、線材によるものに比べ大きい強度が得られ、トルク発生時の引き込み力に十分耐えることができる。
【０００９】
前記ハウジングに軸方向の切込み部を設け、その切込み部の対向した軸方向２面の側面のうち該切込み部の開放端から見た前記コイルばねの巻き方向側の面をフック止め部と定め、前記フックの外側面を該フック止め部に固定した構成をとることができる。この構成によると、前記フックをフック止め部に固定することができるので、フックの強度が増大し一層大きいトルクの発生が可能となる。
【００１０】
その他、板ばねと軸との間の摩擦低減のために、前記軸に潤滑剤保持溝を所要数設けた構成、前記コイルばねに潤滑剤保持穴を所要数設けた構成などを採用することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。実施形態のトルクリミッタは、図１、図２に示したように、円筒形のハウジング１、その両端開口に嵌合された軸受２，２、その軸受２、２により回転自在に支持されてハウジング１に挿通された軸３、及びハウジング１の内部において軸３に巻き付けられた右巻きのコイルばね４からなる。
【００１２】
ハウジング１の一端部に軸方向の所定幅の切込み部５が設けられる。切込み部５は軸方向に対向した２側面と、内端面とによりコの字形に形成され、その２側面の一方の側面（切込み部５の開放端側から見て右側の側面）をフック止め部６と定め、この部分にねじ穴７を２箇所に設けている。なお、コイルばね４の巻き方向が左巻きの場合は、フック止め部６は左側の側面に定められる。
【００１３】
前記のコイルばね４は所要幅の板ばねを約３回右巻きに螺旋状に巻いて形成され、その一端部を半径方向外向きに屈曲してフック８が形成される。フック８には前記のねじ穴７に合致する複数箇所の取付け穴９が設けられる。このコイルばね４は、軸３の直径が１０ｍｍである場合に、幅５ｍｍ、板厚０．１〜１．０ｍｍである。通常その幅は板厚の１０〜３０倍に設定される。
【００１４】
前記の軸３にコイルばね４を所要の弾性で装着した状態でそのフック８を前記切込み部５に臨ませ、そのフック８と同形状の長方形の座金１１を介してボルト１２をフック８の取付け穴９に通し、ねじ穴７にねじ込んで該フック８をフック止め部６に固定する。切込み部５の幅は、前記のねじ込み作業が容易にできる範囲に設定される。軸受２、２を軸３に通し、各軸受２、２をハウジング１の両端部に嵌合させ、軸３をハウジング１のセンターにおいて回転自在に支持する。その状態で、コイルばね４は軸３に対し所要の弾性力で巻き付く。またコイルばね４とハウジング１の内周面との間に若干のすき間が存在する。フック８の部分は図１（ｂ）に示したように、前記のすき間分だけ立ち上がり、前記のフック止め部６に固定される。コイルばね４の他端部は自由端となっている。フック８の立ち上がり屈曲部１３は、フック止め部６のエッジ部１４に合致する（図１（ｃ）参照）。屈曲部１３をエッジ部１４に合致させることにより、フック８の位置が定まるため、コイルばね４の姿勢が安定する。フック８をフック止め部６に固定するその他の手段として、超音波溶接、接着等がある。
【００１５】
軸３とコイルばね４間の潤滑を図るために、図３に示したように、軸３の外周面に軸方向に複数本の潤滑剤保持溝１５を設け、その各潤滑剤保持溝１５にグリース等の潤滑剤１６を塗布するようにしてもよい。その他の潤滑手段として、図４に示したように、コイルばね４に複数の潤滑剤保持穴１７を設け、各潤滑剤保持穴１７に潤滑剤１６を塗布することもできる。
【００１６】
実施形態のトルクリミッタは以上のようなものであり、図１（ｂ）において、固定されたハウジング１に対し軸３がコイルばね４の巻き方向（右方向、矢印Ｘ参照）に回転すると、コイルばね４には縮径方向の力による緊縛力が発生して軸３がロックするが、それ以上大きいトルクで回転させると軸３とコイルばね４との間で滑りが発生する。そのときのトルクをトルクリミッタのトルクとして利用する。なお、軸３が逆回転すると、コイルばね４には拡径方向の力が作用し低トルクで回転する。
【００１７】
また、軸３が固定でハウジング１が回転するようにした使用形態もある。その場合はハウジング１が左回転すると緊縛力が発生してロックするが、それ以上に大きいトルクで回転させると前記の場合と同様に滑りが発生し、トルクリミッタとしてのトルクが発生する。逆に回転すると前記の場合と同様に低トルクとなる。
【００１８】
前記のようにして、トルクリミッタとしてのトルクを発生させている間は、そのトルクによってフック８には軸３の回転方向の引き込み力が作用するが、その力は、板ばねの一部で形成されたフック８自体の強度、フック止め部６における座金１１を介して２本のボルト１２によるねじ止めの強度により支持される。言い換えれば、フック８を固定するこれらの総合強度に見合った大きなトルクをコイルばね４と軸３との間で発生させることができる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、以下のごとき効果がある。
（１）コイルばねを板ばねにより形成しているため、その一端部に形成されたフックも板ばねと同じ幅を有し、フック自体の強度が向上する。また、そのフックをねじ止め等による強固な手段で確実にハウジングのフック止め部に固定することができるので、大きなトルクを発生させることができる。また線材のフックに比べ板材のフックは、それをフック止め部に固定する作業も容易にできる。
（２）コイルばねを板ばねにより形成しているため、トルクを発生する面積を十分に広くとることができ、大きいトルクを容易に発生させることができる。
（３）トルク発生時にフックに作用する引き込み力は、フックの外側面が押し当てられるフック止め部のエッジ部で受けられるため、コイルばねの姿勢が安定する結果発生トルクが安定する。
（４）軸やコイルばねに溝や穴による潤滑剤の保持部を設けることにより、摺接による摩耗を防止し、長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）実施形態の断面図
（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図
（ｃ）（ｂ）図の一部拡大断面図
【図２】同上の分解斜視図
【図３】（ａ）同上の変形例の軸の斜視図
（ｂ）（ａ）図の軸を使用した場合の一部断面図
【図４】（ａ）同上の他の変形例のコイルばねの斜視図
（ｂ）（ａ）図のコイルばねを使用した場合の一部断面図
【図５】従来のトルクリミッタの一部分を示す斜視図
【符号の説明】
１ハウジング
２軸受
３軸
４コイルばね
５切込み部
６フック止め部
７ねじ穴
８フック
９取付け穴
１１座金
１２ボルト
１３屈曲部
１４エッジ部
１５潤滑剤保持溝
１６潤滑剤
１７潤滑剤保持穴

Claims

ハウジングの軸受によって支持された軸の外周面に所要の弾力でコイルばねを巻き付け、そのコイルばねの一端部を屈曲して径方向外向きのフックを形成し、該フックを前記ハウジングのフック止め部に係合してなるトルクリミッタにおいて、前記コイルばねを螺旋状に巻き曲げた板ばねにより形成し、その板ばねの一端部を径方向外向きに屈曲して前記のフックを形成したことを特徴とするトルクリミッタ。
前記ハウジングに軸方向の切込み部を設け、その切込み部の対向した軸方向２面の側面のうち該切込み部の開放端から見た前記コイルばねの巻き方向側の面をフック止め部と定め、前記フックの外側面を該フック止め部に固定したことを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッタ。
前記軸に潤滑剤保持溝を所要数設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のトルクリミッタ。
前記コイルばねに潤滑剤保持穴を所要数設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のトルクリミッタ。