JP2009150509A - 双方向トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

【課題】 組み立てを簡易化でき、調整などに要する時間を短縮できる経済的な双方向トルクリミッタを提供すること。
【解決手段】 シャフト部材１と、外輪部材７と、第１の内輪部材２と、第２の内輪部材と５、第１のコイルばね部材３と、第１のコイルばね部材３と巻方向が逆の第２のコイルばね部材６とを備え、シャフト部材１が第１のコイルばね部材３の巻方向とは逆方向に回転しているとき、第１の内輪部材２と第１のコイルばね部材３との間に働くトルク値が第１の設定トルクを越えると、第１のコイルばね部材３、第２の内輪部材５及び外輪部材７が回転を止め、シャフト部材１が第１のコイルばね部材３の巻方向とは同方向に回転しているとき、第２の内輪部材５と第２のコイルばね部材６との間に働くトルク値が第２のトルクを越えると、第２のコイルばね部材６と外輪部材７とが回転を止めることを特徴とする双方向トルクリミッタ。
【選択図】 図１

Description

この発明は、プリンタや複写機の給紙又は排紙などの経路に用いるのに適した双方向トルクリミッタ、特に正逆回転方向のトルク値が異なる双方向トルクリミッタに関する。

例えば、プリンタや複写機の給紙又は排紙などの経路に用いられる双方向トルクリミッタには、給紙時のトルク値と排紙時のトルク値が異なる特性が要求されることがあり、この特性を満足する正逆回転方向のトルク値が異なる双方向トルクリミッタが既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。その双方向トルクリミッタは、シャフト部材に装着された第１、第２の内輪部材、これら内輪部材のそれぞれに装着された少なくとも２個の第１、第２のコイルばね部材、これらコイルばね部材同士を結合する保持器又は連結子、第２の内輪部材に固定された外輪部材などからなる。第１の内輪部材に圧入されるシャフト部材の回転力は、第１の内輪部材→第１のコイルばね部材→保持器又は連結子→第２のコイルばね部材→第２の内輪部材→外輪部材の経路で伝達される。

前掲の特許文献１に開示されている双方向トルクリミッタは、基本的には正逆回転のトルク値がほぼ同一、あるいは異なる場合にも適応できるが、第１、第２のコイルばね部材が保持器又は連結子によって互いに結合されており、保持器又は連結子は第１、第２のコイルばね部材に結合されている以外、内輪部材及び外輪部材などに固定されず、それらに対してフリーな状態になければならないので、特に小型化が求められる双方向トルクリミッタにあっては保持器又は連結子の位置の調整が難しいなどの問題があり、組み立てが面倒であり、時間を要した。

また、第１、第２のコイルばね部材の働きによる正逆回転方向の設定トルク値が１：２、又は１：３というように明らかに異なる場合には、当然に第１、第２のコイルばね部材の巻数も設定トルク値に対応して異なるから、第１、第２のコイルばね部材の巻き戻しの力も異なる。したがって、このように巻数の異なる第１、第２のコイルばね部材が保持器又は連結子によって直接結合されているので、巻数の多いコイルばね部材の巻き戻しの力によって巻数の少ないコイルばね部材が設計値以上に緩んだり、締め付けたりし、巻数などの調整を行わなければ所期の設定トルク値が得られないなどの問題がある。このことも組み立て時間を要する一因となっていた。また、巻方向の異なるコイルばね部材を単一の内輪部材に巻きつけて、ほぼ同じ正逆回転方向の設定トルクを呈する双方向トルクリミッタも既に開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平０９−５３６４９号公報 特開平０９−１６６１５３号公報

前述した双方向トルクリミッタでは、保持器又は連結子の設定位置などの調整に時間を要し、また、第１、第２のコイルばね部材による正逆回転方向の設定トルク値が明らかに異なる場合には、これらコイル部材の巻き戻しの力が異なるために、コイルばね部材の巻数などの再調整を行わなければならないなど、双方向トルクリミッタの組み立てが容易ではなかった。

本発明は、上述のような従来の課題を解決することを目的とし、第１、第２のコイルばね部材を保持器又は連結子によって直接結合せずに、第１のコイルばね部材が結合された保持器又は連結子に相当するジョイント部材を第２の内輪部材に圧入などによって固定することにより、組み立てを簡易化でき、調整が不要な双方向トルクリミッタを提供する。

第１の発明は、シャフト部材と、フック係止部を備える外輪部材と、第１の内輪部材と、第２の内輪部材と、ジョイント部材と、第１のフックを備える第１のコイルばね部材と、その第１のコイルばね部材と巻方向が逆であって第２のフックを備える第２のコイルばね部材とを有し、前記第１の内輪部材は前記シャフト部材に固定されており、前記第２の内輪部材は、前記シャフト部材との間に間隙が存在するように前記シャフト部材に装着されると共に、一端側に前記第１の内輪部材の側に突出するフック係止部を備え、前記ジョイント部材は、前記シャフト部材との間に間隙が存在するように前記シャフト部材に装着されると共に、前記第２の内輪部材に機械的に結合され、かつフック係止部を一端側に備え、前記第１のコイルばね部材は、前記第１の内輪部材に装着されて、該第１の内輪部材との間に第１の設定トルクを発生し、かつ前記第１のフックが前記ジョイント部材の前記フック係止部に係止され、前記第２のコイルばね部材は、前記第２の内輪部材に装着されて、該第２の内輪部材との間に第２の設定トルクを発生し、かつ前記第２のフックが前記外輪部材の前記フック係止部に係止され、前記シャフト部材が前記第１のコイルばね部材の巻方向とは逆方向に回転しているとき、前記第１の内輪部材と前記第１のコイルばね部材との間に働くトルク値が前記第１の設定トルクを越えると、前記シャフト部材と一緒に回転していた前記第１のコイルばね部材、前記ジョイント部材、前記第２の内輪部材及び前記外輪部材が回転を止め、前記シャフト部材が前記第１のコイルばね部材の巻方向とは同方向に回転しているとき、前記第２の内輪部材と前記第２のコイルばね部材との間に働くトルク値が前記第２の設定トルクを越えると、前記シャフト部材と一緒に回転していた前記第２のコイルばね部材と前記外輪部材とが回転を止めることを特徴とする双方向トルクリミッタを提供する。
することができる。

第２の発明は、シャフト部材と、フック係止部を備える外輪部材と、第１の内輪部材と、第２の内輪部材と、第１のフックを備える第１のコイルばね部材と、その第１のコイルばね部材と巻方向が逆であって第２のフックを備える第２のコイルばね部材とを有し、前記第１の内輪部材は前記シャフト部材に固定されており、前記第２の内輪部材は、前記シャフト部材との間に間隙が存在するように前記シャフト部材に装着されると共に、一端側に前記第１の内輪部材の側に突出するフック係止部を備え、前記第１のコイルばね部材は、前記第１の内輪部材に装着されて、該第１の内輪部材との間に第１の設定トルクを発生し、かつ前記第１のフックが前記第２の内輪部材の前記フック係止部に係合され、前記第２のコイルばね部材は、前記第２の内輪部材に装着されて、該第２の内輪部材との間に第２の設定トルクを発生し、かつ前記第２のフックが前記外輪部材の前記フック係止部に係止され、前記シャフト部材が前記第１のコイルばね部材の巻方向とは逆方向に回転しているとき、前記第１の内輪部材と前記第１のコイルばね部材との間に働くトルク値が前記第１の設定トルクを越えると、前記シャフト部材と一緒に回転していた前記第１のコイルばね部材、前記第２の内輪部材及び前記外輪部材が回転を止め、
前記シャフト部材が前記第１のコイルばね部材の巻方向とは同方向に回転しているとき、前記第２の内輪部材と前記第２のコイルばね部材との間に働くトルク値が前記第２の設定トルクを越えると、前記シャフト部材と一緒に回転していた前記第２のコイルばね部材と前記外輪部材とが回転を止めることを特徴とする双方向トルクリミッタを提供する。

第３の発明は、前記第１の発明又は前記第２の発明において、前記第１の設定トルクと前記第２の設定トルクとは、トルク値の大きさが異なることを特徴とする双方向トルクリミッタを提供する。

第１の発明は、第２の内輪部材に固定されたジョイント部材に第１のコイルばね部材のフックを係止させるので、特に正逆回転方向の設定トルクの異なる双方向トルクリミッタの組み立てを簡易化でき、調整などに要する時間がほとんどかからず、低コスト化を図ることができる。また、第１、第２のコイルばね部材を直接結合せずに、それらの間にジョイント部材と第２の内輪部材とを介在させているので、互いに巻方向の異なる第１、第２のコイルばね部材の相互干渉が無いので、所期の設定トルク値を得易い。また更に一層、調整工程を短縮することができる。

第２の発明は、前記第１の発明において、前記第１の発明が奏する効果に加えて、ジョイント部材を省略でき、部品点数を減らすことができるので、更に経済性に優れた双方向トルクリミッタを提供することができる。

前記第３の発明によれば、前記第１の発明又は前記第２の発明が奏する効果の他に、正逆回転方向の設定トルクの異なる双方向トルクリミッタを提供することができる。

[実施形態１]
図１ないし図５により本発明に係る第１の実施形態の双方向トルクリミッタ１００について説明する。図１は双方向トルクリミッタ１００の上半分の断面を説明するための図、図２は双方向トルクリミッタ１００の主要部分を説明するための図である。図３はコイルばねを説明するための図、図４はジョイント部材を示す図、図５は外輪部材を説明するための図である。

先ず、この双方向トルクリミッタ１００の構成部品の概略を図１により説明すると、双方向トルクリミッタ１００は、両端部を除いて一様な直径をもつ円柱状のシャフト部材１と、シャフト部材１に圧入などによって固定された第１の内輪部材２と、第１の内輪部材２に装着された第１のコイルばね部材３と、第１の内輪部材２が係合するジョイント部材４と、シャフト部材１と隙間嵌合で装着された第２の内輪部材５と、シャフト部材１に装着された第２のコイルばね６と、第２のコイルばね６が係合する外輪部材７と、シールド部材８と、外輪部材７の外面に取り付けられたゴムローラ９からなる。

シャフト部材１は一般的な円柱状又は円筒状のものであるので、個別に図示しないが、両端部は図示しない機器の回転軸などに結合し易い構造になっており、実施形態１では両端部以外は一様な直径の円柱状になっている。図１、図２で示すように、その円柱状のシャフト部材１の円筒面１Ａに第１の内輪部材２が圧入などによって固定される。したがって、第１の内輪部材２はシャフト部材１と常に一緒に動作する。第１の内輪部材２は一般的な短円筒状のものであり、その外側円筒面２Ａには第１のコイルばね部材３が巻き付けられている。ここでは第１のコイルばね部材３は、例えば右巻き（時計の回転方向）に巻かれており、シャフト部材１及び内輪部材２が右方向に回転するとき、第１のコイルばね部材３は内輪部材２を締め付けて機械的に強固な連結状態となる。他方、シャフト部材１及び内輪部材２が左方向に回転するとき、第１のコイルばね部材３は内輪部材２に対して緩み、第１のコイルばね部材３と内輪部材２との間にはトルクが発生し、このトルクが第１のコイルばね部材３と第１の内輪部材２との間の第１の設定トルクはＴ１を超えるとき、第１のコイルばね部材３は回転を止め、シャフト部材１は空転する。

第１のコイルばね部材３は、図３に示すように、その一方の端部に第１のコイルばね部材３の外郭を形成する円筒状外面に対してある角度で曲げられて突出するフック（以下、第１のフックという。）３Ａを有する。その第１のフック３Ａは図４に示すジョイント部材４のフック係止部４Ａに係止される。フック係止部４Ａは、図２及び図４に示すように、ジョイント部材４の本体から一部分が第１の内輪部材２の方向に突出する円環状のものである。その円環状のフック係止部４Ａは一部分に図面の左右方向、つまり組み立てられたときにシャフト部材１の軸線Ｘ−Ｘ’方向に延びる狭い間隙のようなスリット４Ａ１を有する。そのスリット４Ａ１に第１のフック３Ａが係止される。つまり、スリット４Ａ１は組み立ての際、図１の左側からジョイント部材４をシャフト部材１に装着するときに第１のフック３Ａがスリット４Ａ１に納まり易い形状になっている。第１のフック３Ａが短くても確実にフック係止部４Ａに係止できるように、フック係止部４Ａは第１のフック３Ａの形成された第１のコイルばね部材３の端部近傍まで延びている。

また、ジョイント部材４は図２に示すように、シャフト部材１の円筒面１Ａの直径よりも幾分大きな直径の円筒状内面４Ｂを有し、シャフト部材１に直結されていない。ジョイント部材４は、第１の内輪部材２に直接機械的には結合されていないが、スリット４Ａ１に係止された第１のコイルばね部材３の第１のフック３Ａを介して第１の内輪部材２に係合している。他方、ジョイント部材４は、図４に示すように、第２の内輪部材５に固定される切込み部４Ｃを有し、その切込み部４Ｃに第２の内輪部材５の一端側に部分的に設けられた突出部５Ａが嵌合されている。なお、切込み部４Ｃは必要に応じて複数個所に設けてもよい。

第２の内輪部材５の突出部５Ａはジョイント部材４の切込み部４Ｃに適した形状を有し、切込み部４Ｃに嵌合される。第２の内輪部材５は、シャフト部材１の円筒面１Ａの直径よりも幾分大きな直径の円筒状内面５Ｂを有し、シャフト部材１には直結されていないが、その突出部５Ａがジョイント部材４の切込み部４Ｃに嵌合されているから、ジョイント部材４、第１のコイルばね部材３及び第１の内輪部材２を介してシャフト部材１に係合している。第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃには第２のコイルばね部材６が巻き付けられている。なお、突出部５Ａはジョイント部材４の切込み部４Ｃの数と同数形成されている。

第２のコイルばね部材６は、第１のコイルばね部材２とは巻方向が逆であり、ここでは例えば、左巻き（反時計回転方向）に巻かれている。第２のコイルばね部材６は、第２の内輪部材５が第２のコイルばね部材６の緩む方向に回転するとき、第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃとの間にトルクを生じる。このトルクが所定の第２の設定トルクよりも大きくなると、第２のコイルばね部材６側は回転を止め、第２の内輪部材５側は空転する。実施形態１では、第２のコイルばね部材６と第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃとの間の第２の設定トルクＴ２は、第１のコイルばね部材３と第１の内輪部材２との間に生じる第１の設定トルクＴ１のほぼ２倍であるものとする。第２のコイルばね部材６の一端側にはフック（以下、第２のフックと言う。）６Ａが備えられており、その第２のフック６Ａは外輪部材７のフック係止部７Ａに係止されている。フック係止部７Ａは外輪部材７の内面に形成された部分的なスリットであり、第２のフック６Ａが係止できるものであればよく、通常の形状のものでもよい。

ここで、第１、第２の内輪部材２、５の材質、外径などの内輪部材の諸条件が同じで、第１、第２のコイルばね部材３、６の材質、線径、コイルばね部材自体の直径などコイルばね部材の諸条件が同じであれば、巻数は設定トルク値の大きさにほぼ比例するから、第２のコイルばね部材６の巻数は第１のコイルばね部材３の巻数の約２倍となる。したがって、第１のコイルばね部材３と実質的に同一のコイルばね部材２個を第２の内輪部材５に巻き付け、それぞれのフックを外輪部材７に係止することによって、第２のコイルばね部材６と同等な作用を行わせることができる。第１、第２の内輪部材２、５の材質、外径などの内輪部材の諸条件が互いに異なっても良いし、また、第１、第２のコイルばね部材３、６の材質、線径、コイルばね部材自体の直径などコイルばね部材の諸条件が互いに異なってもよいが、諸条件が同じである方がコイルばね部材の巻数を設定するだけでよいので、製造上造り易い。

外輪部材７の内側は図５に示すように段付きとなっており、その小径部７Ｂはシャフト部材１の外径よりも幾分大きな直径の円筒状内面を持ち、中径部７Ｃは第２のコイルばね部材６を包囲する円筒状内面を有する。外輪部材７の大径部７Ｄはジョイント部材４、第１のコイルばね部材３及びシールド部材８の一部分を包囲する円筒状内面を有し、図１に示すように、シールド部材８が嵌合などによって外輪部材７に固定されている。外輪部材７へのシールド部材８の取り付け構造は一般的なものでも良いので、個別に図示しない。外輪部材７の両端部の円筒状外面にはゴムローラ９が外れるのを防ぐための環状突起７Ｅが形成されている。図２及び図５ではフック係止部７Ａが中径部７Ｃに形成されているが、第２のコイルばね部材６のフック６Ａの延びる方向によっては、例えばフック６Ａがフック３Ａと同じ方向に延びる場合には、小径部７Ｂに形成されていてもよい。なお、図５で７Ｆはシャフト部材１が挿通するシャフト挿通孔を示している。

次に、この双方向トルクリミッタ１００の動作について説明を行う。前述したように、第１のコイルばね部材３は右巻き、第２のコイルばね部材６は左巻きであり、第１のコイルばね部材３と第１の内輪部材２との間の第１の設定トルクはＴ１である。また、第２のコイルばね部材６と第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃとの間の第２の設定トルクは、第１の設定トルクＴ１の２倍（２Ｔ１）に等しいＴ２であるものとする。今、シャフト部材１が第１のコイルばね部材３の巻方向とは逆の左方向に回転すると、第１のコイルばね部材３が第１の内輪部材２の外側円筒面２Ａを締め付ける力は弱まり、第１のコイルばね部材３と第１の内輪部材２の外側円筒面２Ａとの間にはトルクが発生する。したがって、外輪部材７にかかる負荷が小さいために、第１のコイルばね部材３に第１の設定トルクＴ１以上の力が加わっていない状態では、シャフト部材１と一緒に第１の内輪部材２と第１のコイルばね部材３は左方向に回転する。これと同時に、第１のコイルばね部材３のフック３Ａが係止されているジョイント部材４、及びジョイント部材４に固定されている第２の内輪部材５が一緒に左方向に回転する。

第２の内輪部材５の左方向の回転動作は、第２のコイルばね部材６の巻方向である左巻きとは同方向になるので、第２のコイルばね部材６は第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃを強く締め付ける。したがって、第２の内輪部材５と一緒に、第２のコイルばね部材６と外輪部材７とは左方向に回転する。外輪部材７に、第１のコイルばね部材３と第１の内輪部材２の円筒状外面２Ａとの間の第１の設定トルクＴ１よりも小さな外力が加わっているだけの場合には、外輪部材７はシャフト部材１と一緒に左方向に回転する。つまり、この場合にはシャフト部材１の回転力が、第１の内輪部材２→第１のコイルばね部材３→ジョイント部材４→第２の内輪部材５→第２のコイルばね部材６を通して外輪部材７に伝達される。

他方、例えば給紙中の紙詰まりなどのトラブルの発生によって、外輪部材７にかかる負荷が増大し、第１のコイルばね部材３と第１の内輪部材２の円筒状外面２Ａとの間の第１の設定トルクＴ１よりも大きな外力が外輪部材７に加わった場合には、第１のコイルばね部材３と第１の内輪部材２の円筒状外面２Ａとの間に第１の設定トルクＴ１が生じている状態で、第１の内輪部材２とシャフト部材１は左方向の回転を続ける。つまり、外輪部材７が回転せず、シャフト部材１は第１の設定トルクＴ１の負荷がかかった状態で左方向に空転し、シャフト部材１に結合されている不図示のモータなどには第１の設定トルクＴ１を超える力はかからない。したがって、給紙中などにおいてトラブルが生じても、シャフト部材１に結合されている不図示のモータなどのような回転駆動装置に加わる負荷を小さな第１のトルクＴ１以下に抑制することができる。

このように、給紙中の紙詰まりなどのトラブルが発生したときには、排紙のためにシャフト部材１に結合されている不図示の前記回転駆動装置を一旦停止させ、給紙中の回転方向とは逆方向の右方向にシャフト部材１を回転させる。シャフト部材１と一緒に第１の内輪部材２は右方向に回転し、この右方向の回転は第１のコイルばね３の巻方向と同じであるので、第１のコイルばね３は第１の内輪部材２の円筒状外面２Ａを強く締め付ける。したがって、第１の内輪部材２と第１のコイルばね部材３は負荷の大きさに影響されること無くシャフト部材１と一緒に右回転する。これと同時に、第１のコイルばね部材３のフック３Ａが係止されているジョイント部材４、及びジョイント部材４に固定されている第２の内輪部材５が一緒に右回転する。

第２の内輪部材５の右回転動作は、第２のコイルばね部材６の巻方向である左巻きとは逆方向になるので、第２のコイルばね部材６は緩み、第２のコイルばね部材６と第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃとの間にトルクが発生する。外輪部材７に加わる力が、第２のコイルばね部材６と第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃとの間の第２の設定トルクＴ２よりも小さい場合には、外輪部材７はシャフト部材１と一緒に右回転を行う。つまり、第２のコイルばね部材６と第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃとの間の第２の設定トルクＴ２を大きく設定しておけば、排紙時に外輪部材７に大きな力が加わったとしても、シャフト部材１を右方向に回転させることによって外輪部材７も右方向に回転するので、排紙を確実に行うことができる。

実施形態１では、第１のコイルばね部材３と第１の内輪部材２との間の第１の設定トルクＴ１に比べて、第２のコイルばね部材６と第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃとの間の第２の設定トルクＴ２を２倍の大きさにしたが、３倍など任意の大きさでよい。また、第１の設定トルクＴ１に比べて第２の設定トルクＴ２を小さくすることも可能であり、この場合も前述と同様に動作する。このように、第１の設定トルクＴ１と第２の設定トルクＴ２とを別々の値にすることによって、トラブルなどが発生していない通常の動作時におけるシャフト部材１の正回転時にトラブルが生じたとしても、シャフト部材１に結合される不図示の回転駆動装置に加わる力を小さな値に制限し、トラブルなどの修復時におけるシャフト部材１の逆回転時には、正回転時の力よりも大きな力を加えて外輪部材７を逆回転させることができる。また、回転駆動装置が正逆回転の可能なモータである場合には、前述とは逆になるように第１のコイルばね部材３と第１の内輪部材２との間の第１の設定トルクＴ１と、第２のコイルばね部材６と第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃとの間の第２の設定トルクＴ２とを適当な比率に設定しても勿論よい。

[実施形態２]
図６により実施形態２に係る双方向トルクリミッタ２００について説明する。図６は双方向トルクリミッタ２００の主要構成部分を説明するための図であり、図１ないし図５で用いた記号と同じ記号は同じ名称の部材を示すものとする。双方向トルクリミッタ２００の特徴は、実施形態１のジョイント部材４を個別なものとせずに、第２の内輪部材５と一体の構造とし、第２の内輪部材５の一端側に第１のコイルばね部材３の第１のフック３Ａが係止されるフック係止部５Ｄを設けたところにある。

第１の内輪部材２は、実施形態１と同様に、シャフト部材１の円筒面１Ａに圧入などによって固定されている。第１のコイルばね部材３は、実施形態１の第１のコイルばねと同様に、第１の内輪部材２の外側円筒面２Ａに巻かれている。第２の内輪部材５の一端は第１の内輪部材２の一端近傍まで延びており、その端部からは円環状のフック係止部５Ｄが第２の内輪部材５の一部分に近接して第１のコイルばね部材３まで延びている。フック係止部５Ｄは、組み立てられた状態でシャフト部材１の軸線Ｘ−Ｘ’方向に延びる狭い間隙のスリット５Ｄ１を有する。そのスリット５Ｄ１に第１のフック３Ａが挿入されて、第１のコイルばね部材３が第２の内輪部材５に直接係止される。つまり、スリット５Ｄ１は組み立ての際、図６の左側から第２の内輪部材５をシャフト部材１に装着するときに第１のフック３Ａがスリット５Ｄ１に納まり易い形状になっている。なお、フック係止部５Ｄは必ずしも環状の形状である必要は無く、部分的に第２の内輪部材５の一端から突出する突起であって、その突起に第１のフック３Ａが挿入されるスリット又は溝などが形成されたものなどであっても勿論よい。

第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃには、二つの第２のコイルばね６１、６２が巻かれている。第２のコイルばね６１、６２は互いに同方向に巻かれており、第１のコイルばね部材３の巻方向とは逆の巻方向である。例えば、第２のコイルばね６１、６２は第１のコイルばね部材３の巻数と同じ巻数を有し、設定トルクもほぼ同じである。この場合に、第２のコイルばね６１、６２の設定トルクの和は第１のコイルばね部材３の設定トルクのほぼ２倍となり、シャフト部材１の正逆回転方向の設定トルクの比率は１：２となる。

第２のコイルばね６１、６２のそれぞれの一端側に備えられている第２のフック６１Ａ、６２Ａは、外輪部材１に形成されているフック係止用スリット７Ａに係止される。フック係止用スリット７Ａは、図５に示した外輪部材５の中径部７Ｃに形成されており、組み立てられた状態ではシャフト部材１の軸線Ｘ−Ｘ’方向に延びている。フック係止用スリット７Ａは、組み立て時に図６の左側から外輪部材７を装着するとき、それぞれの第２のフック６１Ａ、６２Ａがフック係止用スリット７Ａに納まり易い形状になっている。なお、図６では第２のフック６１Ａ、６２Ａが同一のフック係止用スリット７Ａに係止されたが、フック係止用スリットを放射方向に角度を違えて複数形成し、第２のフック６１Ａ、６２Ａが別々のフック係止用スリットに係止されるようにしてもよい。

この双方向トルクリミッタ２００の動作は、ジョイント部材４が介在しないだけで、実施形態１と実質的に同じであるので説明を省略するが、シャフト部材１の回転力は、第１の内輪部材２→第１のコイルばね部材３→第２の内輪部材５→第２のコイルばね部材６を通して外輪部材７に伝達される。この実施形態２では、第１のコイルばね３と同様な第２のコイルばね６１、６２を用い、第１のコイルばね３とは逆向きにして第１のコイルばね３と同一構造の第２のコイルばね６１、６２を第２の内輪部材５の円筒状外面５Ｃに装着すればよいので、更に組み立てが容易になるだけでなく、部品の標準化がより一層進み、コストの低減が可能になる。

以上述べた実施形態ではいずれも、第１の内輪部材２と第１のコイルばね部材３との設定トルクに比べて、第２の内輪部材５と第２のコイルばね部材６（又は６１、６２）との設定トルクが大きい場合について述べたが、設定トルクの大きさが逆になってもよい。この場合には、第１のコイルばね部材３の巻数を第２のコイルばね部材６の巻数よりも多くするか、あるいは第２のコイルばね部材６よりも第１のコイルばね部材３の個数を増やすなどによって容易に実現できる。なお、以上の実施形態は第１と第２の設定トルクが異なる場合について説明したが、第１と第２の設定トルクがほぼ同一の双方向トルクリミッタについても本発明を適用できるのは勿論のことである。また、ゴムローラ９は省略しても勿論よい。

発明に係る実施形態１の双方向トルクリミッタ１００を説明するための図である。 双方向トルクリミッタ１００の主要部分を説明するための図である。 双方向トルクリミッタ１００に用いられるコイルばね部材を示す図である。 双方向トルクリミッタ１００に用いられるジョイント部材を示す図である。 双方向トルクリミッタ１００に用いられる外輪部材を示す図である。 発明の実施形態２に係る双方向トルクリミッタ２００を説明するための図である。

符号の説明

１・・・シャフト部材
１Ａ・・・シャフト部材１の円筒面
２・・・第１の内輪部材
２Ａ・・・第１の内輪部材２の外側円筒面
３・・・第１のコイルばね部材
３Ａ・・・第１のコイルばね部材３のフック（第１のフック）
４・・・ジョイント部材
４Ａ・・・ジョイント部材４のフック係止部
４Ａ１・・・フック係止部４Ａのスリット
４Ｂ・・・ジョイント部材４の円筒状内面
４Ｃ・・・ジョイント部材４の切込み部
５・・・第２の内輪部材
５Ａ・・・第２の内輪部材５の突出部
５Ｂ・・・第２の内輪部材５の円筒状内面
５Ｃ・・・第２の内輪部材５の円筒状外面
６・・・第２のコイルばね部材
６Ａ・・・第２のコイルばね部材６のフック（第２のフック）
７・・・外輪部材
７Ａ・・・外輪部材７のフック係止部
７Ｂ・・・外輪部材７の小径部
７Ｃ・・・外輪部材７の中径部
７Ｄ・・・外輪部材７の大径部
７Ｅ・・・外輪部材７の環状突起
７Ｆ・・・外輪部材７のシャフト挿通孔
６１、６２・・・第２のコイルばね部材
６１Ａ、６２Ａ・・・第２のコイルばね部材６１、６２のフック（第２のフック）

Claims (3)

1. シャフト部材と、フック係止部を備える外輪部材と、第１の内輪部材と、第２の内輪部材と、ジョイント部材と、第１のフックを備える第１のコイルばね部材と、該第１のコイルばね部材と巻方向が逆であって第２のフックを備える第２のコイルばね部材とを有し、
   前記第１の内輪部材は前記シャフト部材に固定されており、
   前記第２の内輪部材は、前記シャフト部材との間に間隙が存在するように前記シャフト部材に装着されると共に、一端側に前記第１の内輪部材の側に突出するフック係止部を備え、
   前記ジョイント部材は、前記シャフト部材との間に間隙が存在するように前記シャフト部材に装着されると共に、前記第２の内輪部材に機械的に結合され、かつフック係止部を一端側に備え、
   前記第１のコイルばね部材は、前記第１の内輪部材に装着されて、該第１の内輪部材との間に第１の設定トルクを発生し、かつ前記第１のフックが前記ジョイント部材の前記フック係止部に係止され、
   前記第２のコイルばね部材は、前記第２の内輪部材に装着されて、該第２の内輪部材との間に第２の設定トルクを発生し、かつ前記第２のフックが前記外輪部材の前記フック係止部に係止され、
   前記シャフト部材が前記第１のコイルばね部材の巻方向とは逆方向に回転しているとき、前記第１の内輪部材と前記第１のコイルばね部材との間に働くトルク値が前記第１の設定トルクを越えると、前記シャフト部材と一緒に回転していた前記第１のコイルばね部材、前記ジョイント部材、前記第２の内輪部材及び前記外輪部材が回転を止め、
   前記シャフト部材が前記第１のコイルばね部材の巻方向とは同方向に回転しているとき、前記第２の内輪部材と前記第２のコイルばね部材との間に働くトルク値が前記第２の設定トルクを越えると、前記シャフト部材と一緒に回転していた前記第２のコイルばね部材と前記外輪部材とが回転を止めることを特徴とする双方向トルクリミッタ。
2. シャフト部材と、フック係止部を備える外輪部材と、第１の内輪部材と、第２の内輪部材と、第１のフックを備える第１のコイルばね部材と、該第１のコイルばね部材と巻方向が逆であって第２のフックを備える第２のコイルばね部材とを有し、
   前記第１の内輪部材は前記シャフト部材に固定されており、
   前記第２の内輪部材は、前記シャフト部材との間に間隙が存在するように前記シャフト部材に装着されると共に、一端側に前記第１の内輪部材の側に突出するフック係止部を備え、
   前記第１のコイルばね部材は、前記第１の内輪部材に装着されて、該第１の内輪部材との間に第１の設定トルクを発生し、かつ前記第１のフックが前記第２の内輪部材の前記フック係止部に係合され、
   前記第２のコイルばね部材は、前記第２の内輪部材に装着されて、該第２の内輪部材との間に第２の設定トルクを発生し、かつ前記第２のフックが前記外輪部材の前記フック係止部に係止され、
   前記シャフト部材が前記第１のコイルばね部材の巻方向とは逆方向に回転しているとき、前記第１の内輪部材と前記第１のコイルばね部材との間に働くトルク値が前記第１の設定トルクを越えると、前記シャフト部材と一緒に回転していた前記第１のコイルばね部材、前記第２の内輪部材及び前記外輪部材が回転を止め、
   前記シャフト部材が前記第１のコイルばね部材の巻方向とは同方向に回転しているとき、前記第２の内輪部材と前記第２のコイルばね部材との間に働くトルク値が前記第２の設定トルクを越えると、前記シャフト部材と一緒に回転していた前記第２のコイルばね部材と前記外輪部材とが回転を止めることを特徴とする双方向トルクリミッタ。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記第１の設定トルクと前記第２の設定トルクとは、トルク値の大きさが異なることを特徴とする双方向トルクリミッタ。
   

Images