JP2006220280A

JP2006220280A - トルクリミッタ

Info

Publication number: JP2006220280A
Application number: JP2005036481A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Takada; 声一高田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】一方向クラッチ型のトルクリミッタにおいて、ころの付勢バネを改良して発生トルクの増大を図り、これによってトルクリミッタの小型化、簡素化を図ることである。
【解決手段】外環部材１の内部に相対回転可能に内輪３が嵌合され、該内輪３の外径面にカム面１４を有するポケット１３が設けられ、該カム面１４と前記外環部材１の内径面とによってクサビ角θが形成され、前記ポケット１３のクサビ角側にころ４、該ころ４とポケット内壁１５との間に板バネ５がそれぞれ収納され、該板バネ５によって前記ころ４をクサビ角θの方向に付勢するようにしたトルクリミッタにおいて、前記板バネ５に前記ころ４に付勢力を及ぼす第一の弾性部１８と、前記外環部材１の内径面に当接する第二の弾性部１９が設けられた構成を採用した。
【選択図】図１

Description

この発明は、複写機やプリンタ等の事務機器に用いられるトルクリミッタに関し、特に一方向クラッチ型トルクリミッタの小型化・簡素化を図ったものである。

事務機器の紙さばき部に用いられるトルクリミッタとして、一方向クラッチ型トルクリミッタが従来から知られている（特許文献１）。

この一方向クラッチ型トルクリミッタは、外環部材の内部に外輪が収納固定され、またその外輪の内径面に内輪が相対回転可能に嵌合される。前記外輪の内径面に周方向に所定の間隔を置いて複数のポケットが設けられる。各ポケットの底面にカム面が形成され、そのカム面と前記内輪外径面とによってクサビ角が形成される。前記ポケットのクサビ角側にころが収納され、そのころとポケット内壁との間に板バネが介在され、その板バネの弾性によってころをクサビ角の方向に付勢し、ころの姿勢を安定させるようにしている。

前記のトルクリミッタは、外輪（これと一体の外環部材を含む。）と、内輪とが相対回転してころがクサビ角の方向に移動すると噛み込みが生じ、外輪と内輪を一体化する一方、前記と反対方向に移動すると外輪と内輪を相対的に空転させるものであるから、一方向クラッチの機能をもっている。しかし、板バネの弾性を適宜選定しておくことにより、前記の空転時において、ころが完全にフリーにならず、幾分噛み込み状態にあるようにしておくことにより、空転時において一定のトルクを発生するので、トルクリミッタとして使用することができるものである。
特開平８−１４２９２号公報（図１）

前記特許文献１に示された一方向クラッチ型のトルクリミッタは、多数のポケットを周方向に一定の間隔をおいて設ける必要があることから、全体の径を一定以上に小さく形成することが困難であり、この点から小型化に限度がある。また、これらの各ポケットにそれぞれころと板ばねを収納する必要があるため、部品点数が多く、また組立て工数が多いために、生産コストが高くつく問題がある。

一方、上記の問題を解消するために、単にポケットの数を少なくするとすれば、空転時に所要のトルクを得ることが困難になる問題が生じる。

そこで、この発明は前記の板ばねを有効利用することにより、ポケットの数を減少させて小型化を図った場合においても所要のトルクが得られ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、外環部材の内部に相対回転可能に内輪が嵌合され、該内輪の外径面にカム面が内底面に形成されたポケットが設けられ、該カム面と前記外環部材の内径面とによってクサビ角が形成され、前記ポケットのクサビ角側に回転体、該回転体とポケット内壁との間にバネがそれぞれ収納され、該バネによって前記回転体をクサビ角の方向に付勢するようにしたトルクリミッタにおいて、前記バネに前記回転体に付勢力を及ぼす第一の弾性部と、前記外環部材の内径面に当接する第二の弾性部が設けられた構成としたものである。

上記構成のトルクリミッタは、外環部材と内輪とがころをクサビ角と反対方向に移動させる方向に相対回転した際に一定のトルクを発生させる。そのトルクはバネの第一の弾性部がころをクサビ角の方向に押圧することにより、該ころと外環部材内径面との接触部分で発生する摩擦によるトルクと、バネの第二の弾性部と外環部材の内径面との接触部分で発生する摩擦によるトルクの総和となる。

また、前記の課題を解決するその他の手段として、外環部材の内部に外輪が固定され、その外輪の内径面に相対回転可能に内輪が嵌合され、前記外輪の内径面にカム面が内底面に形成されたポケットが設けられ、該カム面と前記内輪の外径面とによってクサビ角が形成され、前記ポケットのクサビ角側に回転体、該回転体とポケット内壁との間にバネがそれぞれ収納され、該バネによって前記回転体をクサビ角の方向に付勢するようにしたトルクリミッタにおいて、前記バネに前記回転体に付勢力を及ぼす第一の弾性部と、前記内輪の外径面に当接する第二の弾性部が設けられた構成を採用してもよい。

この場合も、前記の場合と同様に外環部材と内輪との相対回転によって所定のトルクが発生するが、そのトルクはころと内輪外径面との接触部分で発生する摩擦によるトルクと、バネの第二の弾性部と内輪の外径面との接触部分で発生する摩擦によるトルクの総和となる。

なお、前記いずれの場合においても、ポケットが１箇所に設けられ、そのポケットに１個のころと１個のバネを収納した構成をとることができる。

以上のように、この発明によると、ポケットに収納されたころをクサビ角の方向に付勢するバネが、該ころを付勢する第一の弾性部のほかに外環部材又は内輪に当接する第二の弾性部を有するものであるから、１個のバネにつき２箇所でトルクを発生させることができるので、相対的に大きい総合トルクを得ることができる。また、総合トルクを従来の場合と同様に設定した場合は、ポケットの数を減らすことができ、減らした数に応じてポケット間の間隔を狭くできるので、トルクリミッタ全体の小型化を図ることができる。

また、１個のバネ当りの総合トルクを大きくとることができるので、１個のポケットに、ころとバネを１個ずつ収納した単純かつ小型のトルクリミッタを提供することができる。

以下にこの発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１から３に示した第１実施形態のトルクリミッタは、外環部材１、その内周面に外環部材１と一体に設けられた保護スリーブ２、該保護スリーブ２の内部に相対回転可能に収納された内輪３、１個のころ４及び１個の板バネ５からなる。

前記外環部材１の一端に軸穴６を有する端壁７が設けられ、他端の開放端の内周面に係合溝８が設けられ、軸穴９を有する蓋１０が該開放端に嵌合されるとともに、蓋１０の外周面の凸条１１が前記係合溝８に係合される。前記の保護スリーブ２は金属又は硬質樹脂で形成され、外環部材１の内面の強度を補う。外環部材１に対する回り止め部１６が、保護スリーブ２の外径面と外環部材１の内径面とに設けられる。外環部材１の強度が十分得られる場合は、保護スリーブ２は省略される。なお、前記内輪３にも軸穴１２が設けられる。

前記内輪３の外径面の１箇所に、その全長にわたる範囲を切り欠きによってポケット１３が設けられる。そのポケット１３に前記のころ４と板バネ５が収納される。ころ４はポケット１３と保護スリーブ２の内径面とによって囲まれたクサビ形空所に収納される。ころ４が接するポケット１３の面、即ちカム面１４と、ころ４が保護スリーブ２の内径面に接する点において引いた接線Ｓとのなす角度θはクサビ角と称される。クサビ角θをなす方向と反対側のポケット１３にポケット内壁１５が設けられ、その内壁１５ところ４との間に前記の板バネ５が介在される。

板バネ５は、図３に示したように、全体として側面形状がＵ形をなすよう屈曲され、内壁１５に沿う基部１７に対向し比較的長く形成された部分が第１の弾性部１８となっている。第１の弾性部１８はころ４に押し当てられる。第１の弾性部１８の一端は自由端になっており、他方の端部は保護スリーブ２の内径面に接するように屈曲され、前記基部１７との間に第２の弾性部１９が形成される。この板バネ５はその基部１７を内壁１５に接した自由状態では一点鎖線で示した状態にあるが、これを弾性変形させて、実線で示したように、第１の弾性部１８をころ４に押し当て該ころ４をクサビ角θの方向に付勢する。また、第２の弾性部１９が保護スリーブ２の内径面に押圧される。

なお、内壁１５に段差部１５’を設け、前記基部１７の位置決めとすることが望ましい。

第１実施形態のトルクリミッタは以上のごときものであり、その作用は従来の一方向クラッチ型トルクリミッタと同様に、外環部材１（これと一体の保護スリーブ２）と内輪３の空転方向への相対回転によりころ４がクサビ角θと反対方向に移動する方向に回転したときころ４のクサビ角θに対する噛み込みが外れる。その結果、ころ４は板ばね５の第１の弾性部１８からの押圧力Ｆ_１を受け、保護スリーブ２の内径面で生じる摩擦によってトルクＴ_１を発生させる。また、同時に保護スリーブ２の内径面に押圧力Ｆ_２が作用し、その内径面で生じる摩擦によってトルクＴ_２を発生させる。その結果、全体としてＴ_１＋Ｔ_２の総合トルクを発生させることとなる。結局、従来の場合に比べ、第２の弾性部１９によるトルクＴ_２だけ大きいトルクが得られる。

なお、以上の実施形態では１個のポケット１３を設けたものであるが複数のポケット１３を設け、各ポケット１３にそれぞれころ４、板バネ５を収納するようにしてもよい。

次に、図５から図７に示した第２の実施形態は、外環部材１の内部に外輪２１を回り止め部１６’を設けて収納し、その外輪２１の内径面に内輪３を相対回転可能に挿入したものである。

この場合のポケット１３は、外輪２１の内径面に１個設けられる。前記の場合と同様に、ころ４はポケット１３と内輪３の外径面とによって囲まれたクサビ形空所に収納される。ころ４が接するポケット１３の面、即ちカム面１４と、ころ４が内輪３の外径面に接する点において引いた接線Ｓとのなす角度θがクサビ角となる。クサビ角θをなす方向と反対側のポケット１３にポケット内壁１５が設けられ、その内壁１５ところ４との間に前記の板バネ５が介在される。

板バネ５は、前記と同様に、全体として側面形状がＵ形をなすよう屈曲され、内壁１５に沿う基部１７に対向し比較的長く形成された部分が第１の弾性部１８となっている。第１の弾性部１８はころ４に押し当てられる。第１の弾性部１８の一端は自由端になっており、他方の端部は内輪３の外径面に接するように屈曲され、前記基部１７との間に第２の弾性部１９が形成される。この板バネ５はその基部１７を内壁１５に接した自由状態では図７の一点鎖線で示した状態にあるが、これを弾性変形させて、実線で示したように、第１の弾性部１８をころ４に押し当て該ころ４をクサビ角θの方向に付勢する。また、第２の弾性部１９が内輪３の外径面に押圧される。

なお、この場合も内壁１５に段差部１５’を設け、前記基部１７の位置決めとすることが望ましい。

トルクリミッタの作用、板バネ５の第１の弾性部１８と第２の弾性部１９において押圧力Ｆ’_１、Ｆ’_２がころ４と内輪３に付与され、これによってトルクＴ’_１とＴ’_２を発生させる作用は前記の場合と同様である。

この場合も同様のポケット１３を複数設け、それぞれにころ４及び板バネ５を収納するようにしてもよい。

第１実施形態の断面図図１のＡ−Ａ線の断面図第１実施形態の一部拡大断面図同上の分解斜視図第２の実施形態の断面図図５のＢ-Ｂ線の断面図第２実施形態の一部断面図同上の分解斜視図

符号の説明

１外環部材
２保護スリーブ
３内輪
４ころ
５板バネ
６軸穴
７端壁
８係合溝
９軸穴
１０蓋
１１凸条
１２軸穴
１３ポケット
１４カム面
１５ポケット内壁
１５’ 段差部
１６回り止め部
１７基部
１８第１の弾性体
１９第２の弾性体

Claims

外環部材の内部に相対回転可能に内輪が嵌合され、該内輪の外径面にカム面が内底面に形成されたポケットが設けられ、該カム面と前記外環部材の内径面とによってクサビ角が形成され、前記ポケットのクサビ角側に回転体、該回転体とポケット内壁との間にバネがそれぞれ収納され、該バネによって前記回転体をクサビ角の方向に付勢するようにしたトルクリミッタにおいて、前記バネに前記回転体に付勢力を及ぼす第一の弾性部と、前記外環部材の内径面に当接する第二の弾性部が設けられたことを特徴とするトルクリミッタ。
前記外環部材の内径面に保護スリーブを設け、前記ころ及び第二の弾性部を該保護スリーブに接触させるように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。
外環部材の内部に外輪が固定され、その外輪の内径面に相対回転可能に内輪が嵌合され、前記外輪の内径面にカム面が内底面に形成されたポケットが設けられ、該カム面と前記内輪の外径面とによってクサビ角が形成され、前記ポケットのクサビ角側に回転体、該回転体とポケット内壁との間にバネがそれぞれ収納され、該バネによって前記回転体をクサビ角の方向に付勢するようにしたトルクリミッタにおいて、前記バネに前記回転体に付勢力を及ぼす第一の弾性部と、前記内輪の外径面に当接する第二の弾性部が設けられたことを特徴とするトルクリミッタ。
前記ポケットが１箇所に設けられ、そのポケットに１個のころと１個のバネを収納し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。