JP2009047232A - Torque limiter and paper coordinating mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、トルクリミッタ及びこれを用いた事務機の紙さばき機構に関し、特に放熱の促進、誘起スラスト力の低減等を図ったものである。 The present invention relates to a torque limiter and a paper separation mechanism for an office machine using the torque limiter, and in particular, promotes heat dissipation and reduces induced thrust force.
事務の紙さばき機構等に用いられるトルクリミッタとして、コイルばねを用いた摩擦式トルクリミッタが従来から知られている(特許文献1)。この型式のトルクリミッタは、内輪と外輪が相対回転可能に嵌合され、前記内輪の内径面に縮径方向の弾性によって緊縛されたコイルばねの両端部のフックが前記外輪に係合された構成となっている(例えば、特許文献1の図8参照)。このトルクリミッタは、内輪とコイルばねとの間に発生する摩擦によって、所定のトルクを発生させるものである。 A friction type torque limiter using a coil spring has been conventionally known as a torque limiter used in office paper separation mechanisms (Patent Document 1). This type of torque limiter has a configuration in which an inner ring and an outer ring are fitted so as to be rotatable relative to each other, and hooks at both ends of a coil spring that are bound to an inner diameter surface of the inner ring by elasticity in a diameter reducing direction are engaged with the outer ring. (For example, refer to FIG. 8 of Patent Document 1). This torque limiter generates a predetermined torque by friction generated between the inner ring and the coil spring.
また、同様の用途に用いられる摩擦式トルクリミッタとして、コイルばねを外輪の内径面に拡径方向の弾性によって押圧させたものも知られている(特許文献2)。この特許文献2に開示されたトルクリミッタは、外輪の内径面に押圧されたコイルばねのほかに、内輪の外径面に設けられた収納筒に前記コイルばねと巻き方向が反対のコイルばねが収納され、その内径面に押圧される。両方のコイルばねは屈曲部によって連続されている。 Further, as a friction type torque limiter used for the same application, there is also known one in which a coil spring is pressed against an inner diameter surface of an outer ring by elasticity in a diameter expanding direction (Patent Document 2). In addition to the coil spring pressed against the inner diameter surface of the outer ring, the torque limiter disclosed in Patent Document 2 includes a coil spring whose winding direction is opposite to that of the coil spring in a storage cylinder provided on the outer diameter surface of the inner ring. It is stored and pressed against its inner surface. Both coil springs are continued by a bend.
前記特許文献2に開示されたトルクリミッタは、一定方向に回転する場合に、いずれか一方のコイルばねが拡径して所要のトルクを発生させるが、他方のコイルばねは縮径してロック状態となる。また、回転方向が反対の場合はトルクを発生させるコイルばねとロック状態となるコイルばねが入れ替わるという双方向性をもつものである。このトルクリミッタは、回転方向に応じていずれか一方のコイルばねによってトルクが発生されるものであり、両方のコイルばねが同時にトルクを発生させることはない。 When the torque limiter disclosed in Patent Document 2 rotates in a certain direction, one of the coil springs expands in diameter to generate a required torque, but the other coil spring contracts in diameter and locks. It becomes. Further, when the rotation directions are opposite, the coil spring that generates torque and the coil spring that is locked are interchanged. In this torque limiter, torque is generated by one of the coil springs according to the rotation direction, and both the coil springs do not generate torque at the same time.
前記のようなコイルばねを利用したトルクリミッタは、コイルばねの回転に伴うスクリュー作用によって内部に充填されたグリース等の潤滑剤が一方向に押し出され外部に漏出する傾向がある。この問題を解決するために、コイルばねの両端の外側にエアー溜りを設け、そのエアーの作用によって潤滑剤の漏出を抑制するようにしたものも知られている(特許文献3)。
前掲の特許文献1に開示されたトルクリミッタのように、コイルばねと内輪との摩擦により所定のトルクを発生させる型式のものは、発熱部位がトルクリミッタの相対的に内部に存在するため、放熱が行われ難く熱が滞留する傾向がある。熱の滞留は、潤滑剤の早期劣化による異音の発生やトルク変動の原因となる問題がある。また、コイルばねのスクリュー作用によって潤滑剤が漏出し易い問題もある。 As in the torque limiter disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, a type that generates a predetermined torque by friction between the coil spring and the inner ring has a heat generating portion relatively inside the torque limiter. It is difficult to be performed and heat tends to stay. The retention of heat has a problem that causes abnormal noise and torque fluctuation due to early deterioration of the lubricant. There is also a problem that the lubricant is likely to leak due to the screw action of the coil spring.
前記の熱の滞留の問題は、特許文献2のように、コイルばねを外輪内径面に押圧させることにより、摩擦による発熱部位を相対的に外部にあるように構成し外輪外径面からの放熱の促進を図ることが一つの手段である。 As described in Patent Document 2, the problem of the heat retention is that the coil spring is pressed against the inner diameter surface of the outer ring so that the heat generation part due to friction is relatively outside, and heat is radiated from the outer diameter of the outer ring. One of the means is to promote this.
しかし、前記いずれの場合も所定のトルクを発生している状態においては、コイルばねの巻き方向が一定であるため、コイルばねとそれが押圧された内輪又は外輪との相対回転によってコイルばねにスラスト力が誘起される。このため、コイルばねがトルクリミッタのいずれか一方の閉塞部に押し付けられ、トルク値の変動又は回転の円滑を妨げる要因となる問題がある。 However, in any of the above cases, in a state where a predetermined torque is generated, the winding direction of the coil spring is constant. Force is induced. For this reason, there is a problem that the coil spring is pressed against one of the closed portions of the torque limiter, causing a fluctuation in torque value or a factor that hinders smooth rotation.
さらに、いずれの場合もコイルばねの回転によるスクリュー作用によって潤滑剤が外部に押し出される問題があり、これを抑制するために前掲の特許文献3のように、エアー溜りを設ける手段は、トルクリミッタの径方向のコンパクト化を妨げる問題がある。 Furthermore, in any case, there is a problem that the lubricant is pushed out by the screw action due to the rotation of the coil spring, and in order to suppress this, the means for providing the air reservoir as described in Patent Document 3 described above is a torque limiter. There is a problem that hinders radial compaction.
そこで、この発明は、トルクリミッタの径方向のコンパクト化を妨げることなく、放熱の促進を図り、スラスト力の誘起及び潤滑剤の漏出を防止できるようにしたトルクリミッタを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a torque limiter that can promote heat dissipation and prevent induction of thrust force and leakage of a lubricant without hindering the reduction in the radial direction of the torque limiter. .
前記の課題を解決するために、この発明に係るトルクリミッタは、図1に示したように、内輪11と、その内輪11に相対回転可能に嵌合され外輪12と、前記外輪12の内径面に拡径方向の弾性をもって押圧されたコイルばね13とから構成され、前記コイルばね13の両端部が前記内輪11に係合されたトルクリミッタにおいて、前記コイルばね13として巻き方向の異なるコイルばね13a、13bが同数軸方向に接して配置された構成としたものである。
In order to solve the above problems, a torque limiter according to the present invention includes an
前記構成のトルクリミッタは、内輪11と外輪12の相対回転によってコイルばね13a、13bに縮径方向の力が作用した場合に、各コイルばね13a、13bと外輪12の内径面との間に所定のトルクが発生する。
The torque limiter having the above-described configuration has a predetermined gap between the
トルクの発生に伴う熱は外輪12内径面において発生し、外輪12の外表面から外部に放熱される。また、両方のコイルばね13a、13bに誘起されるスラスト力はその方向が反対であるため相互に打ち消し合い、コイルばね13a、13bが一方の閉塞側に移動することが防止される。また、スクリュー作用によって移動される潤滑剤の方向も反対方向となり相互に打ち消し合うので、潤滑剤の漏出が抑制される。
The heat accompanying the generation of torque is generated on the inner surface of the
この発明は、以上のようなものであるから、以下の効果を奏することができる。
(1)トルクの発生に伴う発熱部位が相対的に外部に寄った外輪内径面にあり、外輪外表面から放熱させることができるので、トルクリミッタの内部に熱が滞留することを防止することができる。さらに、前記外輪に冷却フィンを設けることにより、一層放熱を促進することができる。
(2)巻き方向が反対のコイルばねの組合せにより、誘起スラスト力が打ち消されるので安定したトルク値が得られる。また、スクリュー作用も打ち消されるので潤滑剤の漏出が防止される。さらにトルクリミッタの径方向のコンパクト化に影響を与えることがない。
Since the present invention is as described above, the following effects can be obtained.
(1) Since the heat generation part accompanying the generation of torque is located on the outer ring inner diameter surface relatively close to the outside and can be radiated from the outer surface of the outer ring, it is possible to prevent heat from staying inside the torque limiter. it can. Furthermore, heat dissipation can be further promoted by providing cooling fins on the outer ring.
(2) The induced thrust force is canceled out by a combination of coil springs having opposite winding directions, so that a stable torque value can be obtained. Further, since the screw action is canceled out, leakage of the lubricant is prevented. Further, the torque limiter is not affected in the radial direction.
以下、この発明に係るトルクリミッタの実施例を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of a torque limiter according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1から図4に示した実施例1のトルクリミッタは、内輪11と、その内輪11に相対回転可能に嵌合され外輪12と、前記外輪12の内径面に拡径方向の弾性をもって押圧されたコイルばね13とから構成される。
The torque limiter of the first embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 4 is fitted with an
前記内輪11は、円筒部14の一端部に円板状の内輪側閉塞部15が一体に設けられる。円筒部14の先端部は薄肉に形成され、残りの部分は相対的に厚肉に形成される。厚肉の部分において、図2及び図4に示したように、中心対称の2箇所に軸方向の係合溝16、16が形成される。
The
また、円筒部14の薄肉部分において前記係合溝16、16の延長上にそれぞれスナップフィット片17が設けられる。スナップフィット片17は、平行2本のスリット18(図4参照)によって部分的に切り離され、半径方向に弾性を持つように形成される。先端部外面に逆止爪19が設けられる。
Further, a
前記内輪側閉塞部15には、円筒部14側が小径となる段差部21が設けられ、その段差部21に外輪12の一端部が嵌合される。また内輪側閉塞部15の大径側の端面に径方向の固定ピン挿通溝22が設けられる(図4参照)。
The inner ring
前記外輪12は円筒状のものであって、その一端部が前記のように前記内輪側閉塞部15の段差部21に回転自在に嵌合される。また、外輪12の他端面に軸方向に突出した2箇所の係合凸部23(図4参照)が設けられる。外輪12は、その内径面にコイルばね13を装着した状態で内輪11に嵌合される。
The
前記外輪12の係合凸部23側に環状の外輪側閉塞部材24が嵌合される。外輪側閉塞部材24は、その内端面に前記係合凸部23に対応した係合凹部25が設けられ(図4参照)、両方の嵌合によって外輪12と外輪側閉塞部材24が回転方向に一体化される。前記外輪側閉塞部材24の内径面が前記内輪11の円筒部14の先端部外径面に回転自在に嵌合される。
An annular outer ring-
内輪11の円筒部14の先端部には、前述のように、スナップフィット片17が設けられているので、前記の外輪側閉塞部材24は、その内径面によって逆止爪19の部分を内径側に弾性変形させながら挿入され、逆止爪19を越えた時点でスナップフィット片17がその弾性で元の状態に戻り、逆止爪19によって抜け止めされる。
Since the
前記外輪側閉塞部材24の外端面に前記逆止爪19を受入れる座繰り部26が設けられる。また、その外径面に径方向の係合溝27が対称位置の2箇所に設けられる。
A
前記内輪11の外径面、外輪12の内径面、内輪側閉塞部15及び外輪側閉塞部材24によって囲まれたばね収納部38が形成される。
A
前記のコイルばね13は、巻き数、サイズ等同一であり巻き方向のみが異なる2個の右巻きコイルばね13aと、左巻きコイルばね13bとにより構成される。いずれも、両端部のフック28、29が内向きに屈曲して形成される。両方のフック28、29は、一方のフック28を基準にして見た場合、所定の整数回の巻き数に対し所要の劣弧の分だけ不足した部分の先端に他方のフック29が形成されたタイプ(ここでは不足巻き型と称する。)である。この型式のコイルばね13a、13bは、いずれもフック28、29を相対的に引き寄せる方向に外力が加えられると弾性的に縮径する性質がある。
The
これに対し、図5に示したように、一方のフック28を基準にして見た場合、所定の整数回の巻き数に対し所用の劣弧の分だけ余分に巻かれた部分の先端に他方のフック29が形成されたタイプ(ここでは過剰巻きと称する。)が使用される場合もある。この型式のコイルばね13a、13bは、いずれもフック28、29を相対的に引き離す方向に外力が加えられると弾性的に縮径する性質がある。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when viewed on the basis of one
前記の不足巻き型のコイルばね13a、13bは、図3に示したように、両方のコイルばね13a、13bのフック28、28が相互に軸方向に接するように配置される。各コイルばね13a、13bはいずれも拡径方向の弾性をもって外輪12の内径面に押圧され、各フック28、28は係合溝16の一方の係合壁31に係合され、他方のフック29、29は他方の係合壁32に係合される。内輪11が外輪12に対して相対回転すると(図2の矢印参照)、回転方向がいずれの方向であっても各フック28、29が引き寄せられる方向の力を受けるので、各コイルばね13a、13bは縮径作用を受ける。
As shown in FIG. 3, the under-winding
コイルばね13a、13bとして前記の過剰巻き型を用いる場合は、内輪11の円筒部14が全体に薄肉に形成され、図5に示したように、その一部に軸方向の係合凸部33が設けられる。各コイルばね13a、13bの各フック28、29はそれぞれ係合凸部33の両側に形成された係合壁34、35に係合される。この場合も、内輪11が外輪12に対して相対的に回転すると、いずれの回転方向であってもフック28、29が引き離される方向の力を受け、各コイルばね13a、13bは縮径作用を受ける。
When the above-described overwinding mold is used as the
なお、図中、36は回転軸、37は固定ピンである。固定ピン37を前記固定ピン挿通溝22に貫通させることにより、内輪11が回転軸36に一体化される。また外輪側閉塞部材24に負荷、例えば紙さばき機構のリバースローラ45が嵌合一体化される。
In the figure, 36 is a rotating shaft and 37 is a fixed pin. By passing the fixing
実施例1のトルクリミッタは以上のように構成され、次にその作用について説明する。 The torque limiter according to the first embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described next.
いま、回転軸36及びこれと係合された内輪11が左右いずれかの方向に回転し、外輪12が内輪11に対して停止するか又は逆回転する状態にある場合、内輪11の係合溝16の一方の係合壁31又は32が、フック28、29を相対的に引き寄せる方向の力を及ぼすため、コイルばね13a、13bに縮径作用を及ぼす。これによって外輪12の内径面において所定のトルク(設定トルク)を発生させる。
When the
外輪12の内径面においてコイルばね13a、13bとの摩擦によって発生する熱は、外輪12の外径面から外部に放熱される。外輪12の外径面に冷却フィン20(図1、図2の鎖線参照)を設けると、放熱作用が一層促進される。また、内輪側閉塞部15又は外輪側閉塞部材24の両方又はいずれか一方に冷却穴30(図1の鎖線参照)を設けると、ばね収納部38の内部の滞留熱の放熱が促進される。
Heat generated by friction with the coil springs 13 a and 13 b on the inner diameter surface of the
また、コイルばね13a、13bの螺旋部分が外輪12の内径面に対して回転することによってスラスト力が誘起される。コイルばね13a、13bの巻き方向が同一であるとすると、両方のスラスト力が加算され、コイルばね13a、13bがともに内輪側閉塞部15又は外輪側閉塞部材24側に移動され、加算されたスラスト力を内輪側閉塞部15又は外輪側閉塞部材24に押し付け、トルク変動等の原因となる。
Further, a thrust force is induced by the helical portions of the coil springs 13 a and 13 b rotating with respect to the inner diameter surface of the
しかし、この発明の場合は、各コイルばね13a、13bの巻き方向が逆であるため、両方のスラスト力Sの方向は逆向きとなる。その結果、その方向が相互に内向きの場合(図3の白抜き矢印参照)は打消し合い、スラスト力の影響を排除することができる。また相互に外向きの場合は、内輪側閉塞部15又は外輪側閉塞部材24に押し付けるスラスト力の大きさが半減される。
However, in the case of this invention, since the winding directions of the
上記の作用は、コイルばね13a、13bとして過剰巻き型(図5参照)を使用した場合も同様である。
The above action is the same when an overwinding mold (see FIG. 5) is used as the
なお、コイルばね13の数が4個以上の偶数個の場合は、その半数が巻き方向反対のものが使用される。 When the number of coil springs 13 is an even number of 4 or more, half of the coil springs 13 are opposite in the winding direction.
前記コイルばね13a、13bの周辺には、通常グリース等の潤滑剤が封入される、その潤滑剤に対してコイルばね13a、13bが回転することによってその螺旋部分で一定方向に押される作用、いわゆるスクリュー作用が発生する。しかし、この発明の場合は、前記のようにコイルばね13a、13bの巻き方向が反対であるため、スクリュー作用が打ち消され、潤滑剤の外部への漏出が抑制される。
In the periphery of the
次に、前記実施例1のトルクリミッタ41を用いた紙さばき機構を図6及び図7に基づいて説明する。
Next, a paper separating mechanism using the
これらの図において、42は紙のストック、43はピックアップローラ、44は給紙ローラ、45はリバースローラである。リバースローラ45の軸芯に前記のトルクリミッタ41が嵌合され、そのトルクリミッタ41に前記の回転軸36が一体的に貫通される。給紙ローラ44はリバースローラ45に対して一定のニップ圧を発生させるように加圧される。ピックアップローラ43及び給紙ローラ44は紙46の送り出し方向(時計回り)に回転される。前記の回転軸36は、紙46の下方において時計回りに回転される(図中矢印参照)。
In these figures, 42 is a paper stock, 43 is a pickup roller, 44 is a paper feed roller, and 45 is a reverse roller. The
いま、図6に示したように、紙46が1枚送り出されたとすると、給紙ローラ44から紙46を通じてリバースローラ45にトルクが伝達される。そのトルクはトルクリミッタ41の設定トルクより大きいため、リバースローラ45は外輪12とともに反時計回りに回転して紙46を送る。このとき、内輪11、コイルばね13は回転軸36とともに時計方向に回転する。
Now, as shown in FIG. 6, if one
図7に示したように、紙46が重送された場合は、紙46の間で滑りを生じるため、1枚の場合よりリバースローラ45に伝達されるトルクがトルクリミッタ41の設定トルクより小さくなる。これによって、トルクリミッタ41とリバースローラ45は一体となって回転軸36の回転方向(時計回り)に回転され、これに接した1枚の紙46を押し戻し、重送を防止する。
As shown in FIG. 7, when the
11 内輪
12 外輪
13、13a、13b コイルばね
14 円筒部
15 内輪側閉塞部
16 係合溝
17 スナップフィット片
18 スリット
19 逆止爪
20 冷却フィン
21 段差部
22 固定ピン挿通溝
23 係合凸部
24 外輪側閉塞部材
25 係合凹部
26 座繰り部
27 係合溝
28 フック
28 フック
30 冷却穴
31 係合壁
32 係合壁
33 係合凸部
34 係合壁
35 係合壁
36 回転軸
37 固定ピン
38 ばね収納部
41 トルクリミッタ
42 紙のストック
43 ピックアップローラ
44 給紙ローラ
45 リバースローラ
46 紙
DESCRIPTION OF
42
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6293332B1 (en) * | 2017-04-11 | 2018-03-14 | オリジン電気株式会社 | Torque limiter |
WO2018051978A1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | オリジン電気株式会社 | Torque limiter |
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2007
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