JP2009190888A

JP2009190888A - トルクリミッタ

Info

Publication number: JP2009190888A
Application number: JP2008036170A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Morooka; 淳諸岡; Masaaki Honda; 正明本多; Ryusuke Katsumata; 龍介勝又
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2009-08-27

Abstract

【課題】給紙機構に用いられる紙捌き用のリバースローラは、一般的にゴムロールとトルクリミッタの組合せによって構成されているが、このリバースローラを小型化して給紙機構の小型化に資することである。
【解決手段】回転部材１１とその回転部材１１の回転に対して所定のトルクを付与するトルク発生手段１２からなるトルクリミッタにおいて、前記回転部材１１の外表面に所要の摩擦係数をもった表面処理部２５が形成された構成とし、その回転部材１１の外表面を給紙ローラに押し当てることによってリバースローラの機能を果たすようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、トルクリミッタに関し、特に事務機給紙部の紙捌き機構のリバースローラを兼ねたトルクリミッタに関するものである。

複写機やプリンタ等の事務機の紙捌き機構において、用紙の重送を防止するために、従来から給紙ローラにリバースローラを所定のニップ圧をもって押し当て、そのリバースローラにトルクリミッタを同軸状態に設けた構成が知られている。前記のトルクリミッタはリバースローラに対し所定の設定トルク値を付与しつつ給紙方向と反対方向に回転するように駆動される。前記の設定トルク値は、給紙が正常に行われる場合に紙を介して給紙ローラから付与されるトルクより小さいが、重送される場合に付与されるトルクより大きく設定される。

従って、給紙が正常に行われる場合は、給紙ローラから紙を介してリバースローラに付与されるトルクが前記設定トルク値より大であるため、リバースローラは駆動方向と反対方向に空転され前記設定トルク値をもって給紙方向に回転される。しかし、紙が重送された場合は、リバースローラに付与されるトルクが前記設定トルク値より小さくなるため、リバースローラは駆動方向（給紙方向と反対方向）に回転し、重送された用紙を押し戻す。

従来、前記のリバースローラとしては、ゴムローラの軸方向に直列にトルクリミッタを設けた型式のもの（特許文献１、同２、以下「直列型」と称する。）と、ゴムローラにトルクリミッタを内蔵した形式のもの（特許文献３、以下「内蔵型」と称する。）が知られている。
特開２００３−１５０６６号公報特開平６−２３５４４７号公報特開２００１−１２４０５５号公報

複写機やプリンタの小型化に伴って、これに組み込まれる前記リバースローラの小型化も要求されている。このため、リバースローラを構成するゴムローラとトルクリミッタとの一体化技術の開発が必要となっている。しかし、ゴムローラとトルクリミッタとの一体化には以下のような技術的課題がある。

（１）ゴムローラをローラ本体の外径面にモールドする場合にアルコール等の溶剤が使用されるが、その溶剤がトルクリミッタの潤滑剤と混合しトルクリミッタの潤滑性能を劣化させる恐れがある。
（２）ゴムローラの外径面は、所要の摩擦係数を得るために研磨されることがあるが、トルクリミッタとゴムロールを一体化した後に研磨を行うと研磨粉がトルクリミッタ内部に侵入し、トルクリミッタ内部の摩擦係数を変化させる恐れがある。
（３）ゴムローラの摩耗を抑制し長超寿命化したいという要求がある。
（４）ゴムローラの直径は２０ｍｍ程度が一般的であり、この程度のサイズのゴムローラにトルクリミッタを内蔵することになればトルクリミッタのサイズが一層小さいものとなり設計的余裕がなくなる。
（５）ゴムローラとトルクリミッタを別個に設けることは、部品点数の増大要因となる。
（６）ゴムローラとトルクリミッタを強固に一体化するとリサイクルの際の分解分離が困難となる。

この発明は以上のような技術的課題を解決することを課題とする。

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、回転部材１１とその回転部材１１の回転に対して所定のトルクを付与するトルク発生手段１２からなるトルクリミッタにおいて、前記回転部材１１の外表面に所要の摩擦係数をもった表面処理部２５が形成された構成としたものである。

前記のトルクリミッタを紙捌き部に使用する場合は、回転部材１１の表面処理部２５の摩擦係数を従来のリバースローラの摩擦係数と同程度に設定される。また前記トルク発生手段１２によって定まるトルク値（設定トルク値Ｔ）は、給紙が正常に行われる場合に紙を介して給紙ローラから付与されるトルクＴ１より小さく（Ｔ＜Ｔ１）、また、重送される場合に付与されるトルクＴ２より大きく（Ｔ＞Ｔ２）設定される。前記回転部材１１は従来のリバースローラに代えてその位置に設置される。

給紙が正常に行われる場合は、給紙ローラ３１（図２参照）の摩擦と回転部材１１の外表面の表面処理部２５における摩擦とによって紙３２の両面を挟着し給紙を行う（矢印Ｃ）。このとき紙３２を介して回転部材１１に付与されるトルクＴ１に比べ設定トルク値Ｔの方が小さいため、回転部材１１は駆動方向（矢印Ａ）と反対方向、即ち矢印Ｂで示した方向に回転され、矢印Ｃ方向に給紙を行う。

しかし、紙３２が重送された場合は、回転部材１１に付与されるトルクＴ２に比べ前記設定トルク値Ｔの方が大きいため、回転部材１１は駆動方向（矢印Ａ）に回転され、その回転によって重送された紙３２を給紙方向Ｃと反対方向に押し戻す。

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。
ａ）回転部材の表面処理部の摩擦係数を、従来のリバースローラのゴムローラと同程度の大きさに設定することにより、このトルクリミッタ単独でトルクリミッタ付きリバースローラの機能を発揮させることができる。
ｂ）ゴムローラが不要となるためリバースローラの小型化に資することができ、また、ゴムローラと一体化することに伴う弊害（トルクリミッタの潤滑剤への溶剤や研磨粉の混入等）を避けることができる、
ｃ）回転部材の外径面の表面処理部の間に非処理部が存在するため、紙捌きの際に発生する紙粉をこの非処理部に溜めて排出することができ、表面処理部の摩擦係数の変動を抑制することができる。

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。

図１から図４に示した実施例１のトルクリミッタは、回転部材１１とその回転部材１１に所定のトルクを付与するトルク発生手段１２とによって構成される。回転部材１１の内径面にコイルばね収納部１３が形成される。コイルばね収納部１３の一端は開放され、他端の閉塞部１４に軸穴１５が形成される。その軸穴１５と前記コイルばね収納部１３との間にこれらの中間径の嵌合部１６が設けられる。前記開放端に環状の蓋部材１７が強固に嵌合される。

前記のトルク発生手段１２はばね式のものであり、内輪１８とその外径面に緊縛されたコイルばね１９とにより構成される。内輪１８はその一端部が前記の嵌合部１６に相対回転可能に嵌合され、また他端部は蓋部材１７の内径面を貫通して外部に露出される。前記コイルばね１９の両端部にはそれぞれ軸方向に突き出すように屈曲されたフック２１、２２が設けられる。一方のフック２１は回転部材１１の内部に設けられた穴２３に係合され、他方のフック２２は蓋部材１７の内面に設けられた穴２４に係合される。

前記の回転部材１１が前記コイルばね１９を拡径させる方向に回転（右巻きのコイルばね１９の場合は右回転）した場合にコイルばね１９を拡径させる力が発生する。その拡径力が作用した状態で回転部材１１が内輪１８に対して回転することにより、回転部材１１に所定トルクが発生する。この場合のトルクは、コイルばね１９の緊縛力、内輪１８の摩擦係数及びその半径によって定まるものであり、設定トルク値Ｔと称される。

前記回転部材１１の外径面に表面処理が施される。その表面処理部２５は従来のリバースローラのゴムローラと同程度の摩擦係数（０．７〜０．８）となるよう表面処理された部分である。回転部材１１が金属製である場合の表面処理法としては、高摩擦係数塗装表面処理法（例えば、パーカー加工株式会社の「パプロ処理」。「パプロ」は同社の商標）がある。

摩擦係数が前記数値より低い場合は、回転部材１１と紙間の摩擦係数が、紙と紙の摩擦係数よりも低くなるため、紙捌き時に該回転部材１１と紙との間で滑りが発生し紙捌きに支障を来たす。また前記数値より高い場合は紙が回転部材１１に巻きつく等の不具合が生じる。

前記の表面処理部２５は、回転部材１１の外表面の全面に形成される場合と、部分的に形成される場合とがある。部分的に形成される例として、図３に示したものは、表面処理部２５を島状に分散させて形成したものであり、その島状の表面処理部２５以外の部分は非処理部２６となっている。非処理部２６の中に表面処理部２５が島状に形成されるといっても同様である。

非処理部２６は、金属等の素材の表面が露出した部分であり円滑な面であるから、この部分が紙との接触によって発生する紙粉の溜り部となり、その紙粉が非処理部２６を経て回転部材１１の長さ方向又は回転方向に排出される。これにより紙粉が表面処理部２５に残留することが避けられるため、回転部材１１の摩擦係数の変動が防止される。

前記の表面処理部２５は紙捌き時に支障を来たさないように、回転部材１１の回転方向の任意の位置において幅方向（回転方向と直角方向）に見た場合、いずれの部分においても表面処理部２５のオーバラップ部ｅが存在し、必ず表面処理部２５が存在する。

図４は回転部材１１の表面処理部２５の間に螺旋溝状の非処理部２６を形成したものである。この場合の表面処理部２５も回転部材１１の幅方向に見た場合にオーバラップ部ｅがあるように螺旋の傾斜が設定される。非処理部２６が紙粉の滞留・排出部となることは前述の場合と同様である。

実施例１のトルクリミッタは以上のように構成され、内輪１８に軸２７を挿通し、その軸２７に設けたピン２８を内輪１８の切欠き凹部２９に係合することにより、軸２７に対し回転を阻止した状態で取り付けられる。

図２は、前記トルクリミッタ３０を紙捌き部に使用した例を示している。同図において３１は給紙ローラであり、トルクリミッタ３０の回転部材１１と給紙ローラ３１は所要のニップ圧をもって接触される。トルクリミッタ３０の設定トルク値Ｔは、給紙ローラ３１から１枚の紙３２を介して回転部材１１に付与されるトルクＴ１より小さく設定され（Ｔ＜Ｔ１）、また紙３２が複数枚重送される場合に回転部材１１に付与されるトルクＴ２より大きく設定される（Ｔ＞Ｔ２）。

いま、給紙が正常に行われる場合は、トルクリミッタ３０の設定トルク値Ｔが給紙ローラ３１から付与されるトルクＴ１より小さいため、回転部材１１は、給紙ローラ３１からのトルクを受けて軸２７から受ける駆動方向（図２の矢印Ａ）と反対方向の給紙方向（矢印Ｂ）に回転され、紙３２を給紙方向Ｃに送り出す。

これに対し紙３２が重送された場合は、トルクリミッタ３０の設定トルク値Ｔが給紙ローラ３１から付与されるトルクＴ２より大きいため、回転部材１１は軸２７からの駆動方向に回転され（矢印Ａ）、その回転によって該回転部材１１に接した下側の紙３２を矢印Ｃの向きと反対の方向に押し戻し、これによって重送を防止する。

重送を防止する前記の作用は従来と同様であるが、この実施例１の場合は、トルクリミッタ３０の構成部材である回転部材１１がリバースローラの機能を果たしている点が相違し、このトルクリミッタ３０を紙捌き機構に使用した場合は従来のゴムローラが不要になる。

図５に示した実施例２のトルクリミッタは、トルク発生手段１２として摩擦板式を採用したものである。

即ち、この場合のトルク発生手段１２は、回転部材１１の内径部に相対回転可能に嵌合された内輪１８と、該内輪１８の外径面と前記回転部材１１の内径面間に設けられたばね収納部１３と、該ばね収納部１３の開放端を閉塞し、かつ前記内輪１８に係合された環状の蓋部材１７と、前記ばね収納部１３に収納された圧縮ばね３４とにより構成される。

前記回転部材１１の内輪１８に対する嵌合部分の端部が摩擦板３５となっており、その摩擦板３５の外端面に摩擦ライニング３６が設けられる。その摩擦ライニング３６の面が前記内輪１８の一端部に形成されたフランジ３７に対し軸方向に対面する。前記圧縮ばね３４の両端部をそれぞれ前記蓋部材１７と摩擦板３５の各内面に押し当てることにより、前記摩擦板３５の摩擦ライニング３６の面をフランジ３７に押圧させ摩擦を発生させる。摩擦ライニング３６はフランジ３７側に設けてもよい。

なお、回転部材１１の外径面に表面処理部２５が形成されることは実施例１の場合と同様である。

実施例２のトルク発生手段１２は以上のように構成されるものであるから、回転部材１１と内輪１８の相対的な回転によって、前記摩擦ライニング３６とフランジ３７との摩擦による所定の設定トルク値Ｔが得られる。

図６に示した実施例３は、トルク発生手段１２として磁石式を採用したものである。即ち、この場合のトルク発生手段１２は、内輪１８の外径面に取り付けられた磁性体３８、これに対向して回転部材１１の内径面に取り付けられた永久磁石３９によって構成される。回転部材１１の外径面に表面処理部２５が形成される。

図７に示した実施例４は、トルク発生手段１２としてパウダー式を採用したものである。即ち、この場合のトルク発生手段１２は、内輪１８の外径面に取り付けられた永久磁石４０、及び回転部材１１の内部に充填された磁性パウダー４１によって構成され、その磁性パウダー４１が永久磁石４０の周りを埋める。同様に、回転部材１１の外径面に表面処理部２５が形成される。

実施例１の断面図図１のＸ−Ｘ線の断面図（ａ）は実施例１の平面図、（ｂ）は（a）の一部拡大断面図（ａ）は実施例１の他の例の平面図、（ｂ）は（a）の一部拡大断面図実施例２の断面図実施例３の断面図実施例４の断面図

符号の説明

１１回転部材
１２トルク発生手段
１３コイルばね収納部
１４閉塞部
１５軸穴
１６嵌合部
１７蓋部材
１８内輪
１９コイルばね
２１フック
２２フック
２３穴
２４穴
２５表面処理部
２６非処理部
２７軸
２８ピン
２９切欠き凹部
３０トルクリミッタ
３１給紙ローラ
３２紙
３４圧縮ばね
３５摩擦板
３６摩擦ライニング
３７フランジ
３８磁性体
３９永久磁石
４０永久磁石
４１磁性パウダー

Claims

回転部材(１１)とその回転部材(１１)の回転に対して所定のトルクを付与するトルク発生手段(１２)からなるトルクリミッタにおいて、前記回転部材(１１)の外表面に所要の摩擦係数をもった表面処理部(２５)が形成されたことを特徴とするトルクリミッタ。
前記回転部材(１１)の外表面に施された表面処理部(２５)が、島状に分散し、かつ前記外表面の全周にわたりその幅方向のいずれにおいてもオーバラップ部分(ｅ)が存在するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッタ。
前記回転部材(１１)の外表面に施された表面処理部(２５)の間に相互に平行な複数の螺旋状の非処理部(２６)が形成され、かつ前記表面処理部(２５)が前記外表面の全周にわたりその幅方向のいずれにおいてもオーバラップ部分(ｅ)が存在するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッタ。
前記表面処理部(２５)の摩擦係数が、紙捌き用リバースローラの摩擦係数と同程度に設定され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。
前記トルク発生手段(１２)が、ばね式、摩擦板式、磁石式又はパウダー式のいずれかであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のトルクリミッタ。
前記ばね式トルク発生手段(１２)は、前記回転部材（１１）の内径部に相対回転可能に嵌合された内輪（１８）と、該内輪(１８)の外径面と前記回転部材(１１)の内径面間に設けられたばね収納部(１３)と、該ばね収納部(１３)の開放端部を閉鎖し、かつ前記回転部材(１１)に係合された蓋部材(１７)と、前記ばね収納部(１３)において前記内輪（１８）の外径面に緊縛されたコイルばね(１９)とにより構成され、前記コイルばね(１９)両端の各フック(２１、２２)がそれぞれ前記回転部材(１１)と蓋部材(１７)に係合されたことを特徴とする請求項５に記載のトルクリミッタ。
前記摩擦板式トルク発生手段(１２)は、前記回転部材(１１)の内径部に相対回転可能に嵌合された内輪(１８)と、該内輪(１８)の外径面と前記回転部材(１１)の内径面間に設けられたばね収納部(１３)と、該ばね収納部(１３)の開放端を閉塞し、かつ前記内輪(１８)に係合された蓋部材(１７)と、前記ばね収納部(１３)に収納された圧縮ばね(３４)とにより構成され、前記回転部材(１１)の内輪(１８)に対する嵌合部分の端部が摩擦板(３５)として形成され、その摩擦板(３５)が前記内輪(１８)の一端部に形成されたフランジ(３７)に対し軸方向に対面し、前記圧縮ばね(３４)の両端部をそれぞれ前記蓋部材(１７)と摩擦板(３５)に押し当てることにより該摩擦板(３５)を前記フランジ(３７)に押圧させたことを特徴とする請求項５に記載のトルクリミッタ。