JP2794976B2

JP2794976B2 - トルクリミッタ

Info

Publication number: JP2794976B2
Application number: JP3096180A
Authority: JP
Inventors: 豊野上; 哲男大関
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-04-03
Filing date: 1991-04-03
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JPH04307129A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンター・複写機等
の用紙上に印字又は画像形成を行う装置における給紙機
構、用紙の搬送経路等に用いられ、回転体とその回転軸
線上にある軸との間に一定以上のトルクが作用したとき
に両者が相対的に回転し、トルクが一定以下のときには
両者を相対的に静止した状態に保つトルクリミッタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】トルクリミッタは、プリンター・複写機
等の用紙上に印字又は画像形成を行う装置の給紙機構、
用紙搬送経路等において、さまざまな目的で利用され
る。図１０は、トルクリミッタの一使用例であって、複
写機、プリンター等の給紙装置で実用化されている摩擦
分離ローラー給紙装置の概要を示すものである。

【０００３】この装置は送り出しローラー１３０と、フ
ィードローラー１１２と、戻しローラー１１３とを備
え、戻しローラー１１３はトルクリミッタ１００を介し
て軸１０６にトルクが伝達されるように取り付けられて
いる。用紙１２０はその上面が給紙に適正な位置になる
ように制御されている。また各ローラーは用紙の搬送に
適した摩擦係数を有するゴム材料等で形成されている。
トルクリミッタ１００は、戻しローラー１１３と軸１０
６との間に作用する図中矢印ａ及びｂの方向で示すトル
クが一定値以上のときには相対的な回転を許容し、トル
クが一定値以下であれば一体となって回転するようにな
っている。

【０００４】給紙を指示する信号が入ると各構成要素は
下記のように動作する。図１０（ａ）に示すようにフィ
ードローラー１１２は右回り（時計回り方向）に回転
し、スプリング等の適当な手段によってフィードローラ
ー１１２に圧接された戻しローラー１１３はフィードロ
ーラー１１２との間に働く摩擦力によりフィードローラ
ー１１２に従動して左回り（反時計回り方向）に回転し
ようとする。これに対して、軸１０６は右回りに回転駆
動されているが、フィードローラー１１２の回転が大き
な摩擦力によって戻しローラー１１３に伝達されるた
め、トルクリミッタ１００は戻しローラー１１３と軸１
０６との相対的な回転を許容し、戻しローラー１１３は
左回り方向に回転し、軸１０６は右回り方向に回転す
る。一方、送り出しローラー１３０は適当な手段により
用紙１２０に圧接された状態で右回りに回転し、通常は
用紙１２０の上端の１枚を送り出す。送り出された用紙
は図１０（ｂ）に示すようにフィードローラー１１２と
戻しローラー１１３との間に挟まれて次の経路に搬送さ
れる。この際のフィードローラー１１２、戻しローラー
１１３、及び軸１０６の動作は、前述の用紙を搬送して
いないときと同様である。

【０００５】しかし、送り出しローラー１３０は用紙の
種類、装置の使用される環境条件等により、必ずしも確
実に用紙を１枚ずつ送り出す訳ではなく、用紙１２０の
上端の２枚やそれ以上の複数枚の用紙を送り出してしま
う場合がある。図１０（ｃ）は用紙が２枚送出されたと
きのフィードローラー１１２、戻しローラー１１３、軸
１０６の動作を示すものであり、用紙が２枚重なってフ
ィードローラー１１２と戻しローラー１１３との間に入
ると、用紙同士の摩擦係数が低いため、フィードローラ
ー１１２から戻しローラー１１３に伝達されるトルクが
小さくなり、トルクリミッタ１００において設定された
トルクの臨界値以下となる。これによって左回り方向に
回転していた戻しローラー１１３は、軸１０６と同じ右
回り方向に回転し、戻しローラー１１３側の２枚目の用
紙は送り戻される。トルクリミッタは上記の摩擦分離ロ
ーラーの他、周速が異なる搬送ローラーが隣接して設け
られる場合等においても用いられる。

【０００６】上記のような機構で用いられるトルクリミ
ッタとして従来から図９に示すようなものが知られてい
る。このトルクリミッタ１００は、軸１０６に支持され
た固定ハブ１０１と、この固定ハブ１０１と同じ軸１０
６に支持され、隣接して取り付けられた滑りハブ１０２
と、上記固定ハブ１０１と滑りハブ１０２とにわたり、
これらの外周部を巻き締めるように取り付けられたコイ
ルスプリング１０３とから構成されている。また防塵等
を目的として、コイルスプリング１０３の外側を覆い、
固定ハブ１０１と滑りハブ１０２とに支持されたカバー
１０５を有している。

【０００７】上記コイルスプリング１０３はピアノ線、
ＳＵＳばね綱等からできており、固定ハブと滑りハブと
の間にあらかじめ設定された方向のトルクが作用すると
コイルを開く方向にハブとコイルスプリングとの間の摩
擦力が作用するように巻き回されている。滑りハブ１０
２は軸１０６と相対的な回転が可能に取り付けられてお
り、固定ハブ１０１はピン１０９によって軸１０６に固
定され、相対的な回転が生じないようになっている。上
記２つのハブはポリアセタール等によって形成されてい
るがコイルスプリング１０３との接触面には含油焼結合
金からなる摺動部材１０７、１０８が取り付けられてお
り、固定ハブ１０１と滑りハブ１０２との間にあらかじ
め設定された臨界値以上のトルクが作用すると固定ハブ
１０１とコイルスプリング１０３との接触面又は滑りハ
ブ１０２とコイルスプリング１０３との接触面が摺動す
るようになっている。

【０００８】この摺動部材は、コイルスプリング１０３
が滑り出すときのトルク値すなわちトルクの臨界値に安
定性が得られるものであることを要し、製作当初に所定
の臨界値が得られるという初期的安定性と環境の変化に
対する安定性との両方が要求される。初期的安定性を得
るためには、部品の寸法精度が良いことが必要であり、
環境安定性を得るためには部品材料の熱膨張係数が小さ
く、温度の影響がないことが必要である。また耐久性も
要求され、摺動に対する耐久性と耐熱性が必要である。
摺動に対する耐久性を高いものとするためには、構成部
品の材料の摩擦係数が小さいこと、長期にわたって摩擦
係数が変化しないこと、摩擦が極めて少ないこと等が必
要である。また耐熱性に関しては、材料自体の耐熱温度
が高いことに加えて摺動熱で寸法変化しないことが必要
である。このような点を考慮して摺動部材の材料として
上記含油焼結合金が選択されている。

【０００９】このようなトルクリミッタの滑りハブ１０
２を他の回転体と一体となって回転するように取り付け
て使用すると、回転体から滑りハブ１０２にトルクがか
からないか、予め設定された臨界値以下のトルクが加わ
っているときにはコイルスプリング１０３は滑りハブ１
０２上で滑らず、固定ハブ１０１と相対的な回転は生じ
ない。すなわち固定ハブ１０１と一体となって回転する
軸１０６が静止しているときは滑りハブ１０２とこれに
固定された回転体も静止しており、軸１０６が回転して
いるときは一体となって回転する。一方、臨界値以上の
トルクが滑りハブ１０２に加わったときには滑りハブ１
０２とコイルスプリング１０３とはコイルスプリング１
０３の巻締力に打ち勝って滑り、滑りハブ１０２は固定
ハブ１０１に対して相対的に回転することになる。この
ため滑りハブ１０２に固定された回転体は外部から作用
する力に従って回転し、又は外部からの力で回転が拘束
される。滑りハブ１０２が滑り始めるトルクの臨界値
は、コイルスプリング１０３の形状、寸法、弾性係数、
滑りハブ１０２、固定ハブ１０１の寸法、摩擦係数等で
決まり、適宜設計変更することが可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来から知られているトルクリミッタには次に示
すような問題点がある。第１に、上記のトルクリミッタ
では、固定ハブ１０１と滑りハブ１０２との相対的な回
転が一方向に限られ、反対方向には回転できないという
問題点がある。図１１（ａ）においてコイルスプリング
１０３が図面奥側で固定ハブに支持されているものと
し、図中に示した回転方向（右回り）に滑りハブ１０２
は回転可能である。この場合滑りハブ１０２が矢印方向
に回転しようとするとコイルスプリング１０３はわずか
に開きぎみとなり（以下、このようなコイルスプリング
の変形傾向を「開き勝手」という）、設定される値以上
のトルクで滑り、滑りハブ１０２は回転することができ
る。しかし、図１１（ｂ）に矢印で示した回転方向（左
回り）に滑りハブ１０２が回転しようとすると、コイル
スプリング１０３にはスプリングが締まるように捩り力
が加わり（以下、このようなコイルスプリングの変形傾
向を「締り勝手」という）、滑りハブ１０２とコイルス
プリング１０３はロックされる。

【００１１】このようなトルクリミッタが給紙装置又は
用紙搬送装置等に用いられていると、図１２に示すよう
に一対の圧接されるローラーが、用紙をこれらの間に挟
んだまま回転を停止してしまう、いわゆる「紙詰まり」
状態となったときに、用紙を一方向にしか除去できない
ことになる。つまり、フィードローラー１１２と戻しロ
ーラー１１３とは互いに圧接しようとする力で用紙１２
０を間に保持したまま停止し、これらの回転軸１１４、
１０６がロックされた状態となる。このとき、戻しロー
ラー１１３はトルクリミッタの滑りハブ１０２と結合さ
れ、図中矢印の方向への回転（左回転）に対してコイル
スプリング１０３が開き勝手になるようにセッティング
されており、用紙の搬送方向には用紙を引き抜くことが
できる。しかし、反対方向に用紙を引き抜こうとして
も、コイルスプリング１０３が締り勝手となり、トルク
リミッタの滑りハブ１０２と固定ハブ１０１とは相対的
な回転ができず、滑りハブ１０２と固定された戻しロー
ラー１１３も固定された状態となって引き抜くことがで
きない。

【００１２】このように従来から知られているコイルス
プリングを用いたトルクリミッタを使用した場合、詰ま
った用紙を除去できる方向はトルクリミッタの回転が可
能な方向に限定され、これにより複写機、プリンター等
の設計時における自由度が低下し、原価が増加するとい
う問題点がある。なお、磁気式トルクリミッタは両方向
の回転が可能であるが、コイルスプリング摩擦式トルク
リミッタと比較して価格が大幅に高い。

【００１３】第２の問題点は、従来のトルクリミッタで
は、図１３（ａ）に示すように軸に取り付けられる前の
状態では滑りハブと固定ハブとを一体に支えるものがな
く、図１３（ｂ）に示すようにコイルスプリングの反発
力でばらけてしまうことである。これによって滑りハブ
１０２及び固定ハブ１０１の軸心が一致せず、軸に取り
付けの際、軸心合わせの作業が発生し、取り付けに時間
がかかる。この問題を解決するために、図１４に示すよ
うに固定ハブ２０１の内側を滑りハブ２０２側に延長
し、Ｃリング２０３で一体に支持しているものがある
が、構成部品の増加とその取付け工程数の増加により相
当のコストアップとなる。

【００１４】本発明は上記のような、問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、二つのハブのうち一方
のハブが回転軸に取り付けられたときに、他方のハブと
回転軸とが両方向に相対的に回転することを可能とする
トルクリミッタを提供すること、さらには軸に取り付け
る前においても取り扱いが容易なトルクリミッタを提供
することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような問題点を解決
するために、請求項１に記載の発明は、同一軸線上に隣
接して支持される第１のハブおよび第２のハブと、こ
れらの双方のハブにわたって巻き締められた外側コイル
スプリングと、前記第１のハブおよび第２のハブと同
一軸線上にあって、それぞれと相対回転が可能となるよ
うに支持された軸と、前記第１のハブに一端が固定さ
れ、前記軸を巻き締める内側コイルスプリングとを有
し、前記二つのハブのうち少なくとも一方と前記外側
コイルスプリングとの接触面が、前記第２のハブから前
記外側コイルスプリングのコイルを開く方向に作用する
トルクが一定以上となったときに摺動する摺動面となっ
ており、前記内側コイルスプリングは、前記第２のハ
ブから前記外側コイルスプリングを巻き締める方向に作
用して第１のハブに伝達されたトルクに対して、該内側
コイルスプリングのコイルを開く方向に巻き回されてお
り、前記軸と前記内側コイルスプリングとの接蝕面
は、該内側コイルスプリングのコイルを開く方向のトル
クが一定以上となったときに摺動する摺動面となってい
るものとする。

【００１６】さらに請求項２に記載のトルクリミッタで
は、請求項１に記載のトルクリミッタにおいて、前記
外側コイルスプリングを覆う円筒状をなし、前記第１の
ハブ及び第２のハブと中心軸線が一致するように配置さ
れたカバー部材を有し、該カバー部材は、前記第１
のハブと第２のハブとのいずれか一方と、該ハブを支持
することができるように嵌め合わされる嵌合部と、他
方のハブと、該ハブが該カバー部材と嵌合された前記ハ
ブとの隣接位置を保持するとともに、該カバー部材との
相対的な回転を許容するように係合される係合部とを有
するものとする。

【００１７】上記外側コイルスプリング及び内側コイル
スプリングはその形状、寸法、弾性係数等を適宜設計変
更することができ、ハブ又は軸との接触圧を調整して滑
り出すトルク値すなわち臨界トルク値を適宜設定するこ
とができる。また、２つのハブは軸線が一致するように
支持されるものであれば、同一の軸にこの軸と相対的な
回転が可能となるように取り付けられるものであっても
よいし、内側コイルスプリングの一端が固定されたハブ
は１つの軸に取り付けられ、他方のハブがこの軸と同一
軸線上にあって突き合わすように配置された他の軸に支
持されるものでもよい。

【００１８】

【作用】請求項１に記載のトルクリミッタでは、軸に巻
き回した内側コイルスプリングの一端が一方のハブに固
定され、このハブと外部の回転体に結合される他方のハ
ブとが一連の外側コイルスプリングで巻き締められてお
り、上記回転体と結合されたハブと前記軸とが相対的に
回転しようとしたときに、次のように作用する。

【００１９】相対的な回転の方向が外側コイルスプリン
グに対して開き勝手であれば、あらかじめ設定された以
上の回転トルクの作用によって外側コイルスプリングと
ハブとの摺動面で摺動し、２つのハブは相対的に回転す
る。このとき内側コイルスプリングは締り勝手となり、
軸を強く巻き締めて内側コイルスプリングの一端が固定
されたハブと軸とは相対的な回転を生じない。上記外部
の回転体に結合されたハブと軸との相対的な回転の方向
が外側コイルスプリングに対して締り勝手であれば外側
コイルスプリングは２つのハブを強く巻き締める方向に
捩られ、ハブとの摺動面での摺動は生じない。しかしこ
のとき内側コイルスプリングは開き勝手となるように巻
き回されているので、一定以上のトルクの作用によっ
て、内側コイルスプリングと軸との接触面で摺動し、上
記回転体に結合されたハブと軸とは相対的に回転する。
上記のように作用するので外部の回転体と結合されるハ
ブと軸とは、バネの強さ等により設定された値以上のト
ルクの作用によって両方向に相対的な回転が可能とな
る。

【００２０】請求項２に記載の発明では、円筒状をした
カバーが２つのハブとそれぞれ中心軸が一致するように
嵌合され、一体に保たれるのでトルクリミッタを軸に取
り付ける以前にも、２つのハブがばらけることがなく、
軸に取り付ける際にも、軸心合わせが不要となって、取
り付けが容易となる。

【００２１】

【実施例】以下本発明の実施例を、図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施例であるトルクリミッタ
の構造を示す図であり、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は
（ａ）図中に示すＩ−Ｉ線での断面図、（ｃ）図は背面
図である。このトルクリミッタは、軸６に取り付けられ
た第１のハブ１と、この第１のハブ１と軸線が一致する
ように隣接して取り付けられた第２のハブ２と、第１の
ハブ１と第２のハブ２との双方を巻き締める外側コイル
スプリング３と、ほぼ円筒状をなし第１のハブ１と第２
のハブ２との双方と嵌合するカバー部材５と、一端が第
１のハブ１に固定され軸６を巻き締める内側コイルスプ
リング４とからなっている。

【００２２】第１のハブ１は軸６と相対的な回転が可能
となるように支持されている。第２のハブ２は、必ずし
も第１のハブ１と同じ軸６に支持されることを要せず、
軸線を一致させて設けられた他の軸に支持されていても
よいが、本実施例では同じ軸６に支持され、この軸６と
相対的に回転ができるように取り付けられている。第１
のハブ１と第２のハブ２との外周面は外側コイルスプリ
ング３との摺動面となっており、双方のハブを巻き締め
る一連の外側コイルスプリング３の巻締力によって、一
定の値以上のトルクが作用したときにのみ、摺動するよ
うになっている。

【００２３】内側コイルスプリング４は第１のハブ１の
内側に配置され、一端が第１のハブ１と回り止めされる
とともにブッシュ７によって軸方向に位置が固定されて
いる。また軸６を巻き締めるようになっており、第１の
ハブ１と軸６との間にあらかじめ設定された一定値以上
のトルクが作用すると内側コイルスプリング４と軸６と
の接触面で摺動するようになっている。外側コイルスプ
リング３と内側コイルスプリング４との巻き回し方向
は、第２のハブ２から外側コイルスプリング３を巻き締
める方向に第１のハブ１にトルクを伝達すると、このト
ルクが第１のハブ１から内側コイルスプリング４を通じ
て軸６に伝達されるときに、内側コイルスプリング４に
はそのコイルを開く方向に作用するようになっている。

【００２４】カバー部材５は、図１（ｂ）に示すよう
に、外側コイルスプリング３の外側にあって、その一端
付近が第２のハブ２との係合部となっており、このカバ
ー部材５と第２のハブ２とが相対的な回転を許容するよ
うに係合されている。そして、カバー部材５の端部内側
に設けられた張り出し部５ａにによって第２のハブ２が
第１のハブ１と反対方向に脱落するのを防止している。
また、カバー部材５の他端付近が第１のハブ１との嵌合
部となっており、このカバー部材５の内側に第１のハブ
の外周突起１ａが嵌め合わされている。そして、この嵌
合部は内径が先端５ｂより中央側でやや広がり、カバー
部材５の弾性変形によって第１のハブが嵌合された後
は、カバー部材５と第１のハブ１とが容易に離脱しない
ようになっている。外側コイルスプリング３は第１のハ
ブ側の端部でカバー部材５と回り止めされており、カバ
ー部材５も第１のハブ側の端部付近で第１のハブ１と回
り止めされている。

【００２５】次に上記の構造を有するトルクリミッタの
動作について説明する。図２は、他の回転体（図示せ
ず）に固定された第２のハブ２が図中の矢印Ｘで示す方
向へ回転しようとする場合におけるトルクリミッタの動
作を示す説明図である（以下説明を簡略化するため、軸
６は固定されていて回転しないものであるものとして記
述する）。図２（ａ）において、第２のハブ２は規定の
トルクで滑り出すことが必要とされる回転体と突起２ａ
で係合され、同軸上において連結されている。上記回転
体にＸ方向のトルクがかかりそのトルクが設定された臨
界値以下の場合、図２（ｂ）に示すように外側コイルス
プリング３は開き勝手となるが第２のハブ２は外側コイ
ルスプリング３の巻締力によって保持され、外側コイル
スプリング３と一体となって相対的回転は生じない。外
側コイルスプリング３はカバー部材５を介して第１のハ
ブ１と回り止めされ、第１のハブ１に一端が回り止めさ
れた内側コイルスプリング４は軸６を巻き締めており、
Ｘ方向の回転に対して図２（ｃ）に示すように内側コイ
ルスプリング４は締まり勝手となっているので軸６とロ
ックされる。

【００２６】トルクが臨界値以上の場合、第２のハブ２
は外側コイルスプリング３に対して開き勝手であるの
で、巻締力に打ち勝って外側コイルスプリング３との間
で滑り出し、外側コイルスプリング３と相対的に回転す
る。外側コイルスプリング３からカバー部材５を介し
て、第１のハブ１と回り止めされ、一端が第１のハブ１
に回り止めされる内側コイルスプリング４にトルクが伝
達されるが、締り勝手となるので軸を巻き締めて軸とロ
ックされる。

【００２７】図３（ａ）は、図中に示す矢印Ｙの方向に
第２のハブ２が回転しようとする場合を示す。図３
（ａ）において、回転体（図示しない）から第２のハブ
２にＹ方向のトルクがかかり、そのトルクが設定された
臨界値以下の場合、図３（ｂ）に示すように外側コイル
スプリング３が締り勝手となり第２のハブ２と外側コイ
ルスプリングとはロックされる。このＹ方向のトルクは
外側コイルスプリング３と回り止めされているカバー部
材５を介して第１のハブ１に伝達され、内側コイルスプ
リング４が開き勝手となるがそのトルクが設定された臨
界値以下の場合は、内側スプリングの巻締力により静止
している。Ｙ方向のトルクが臨界値以上の場合、外側コ
イルスプリング３は締り勝手であり、第２のハブとロッ
クされる。一方、内側コイルスプリング４は開き勝手と
なるので、内側コイルスプリング自体の巻締力に打ち勝
って軸上を滑り始める。

【００２８】次に本実施例のトルクリミッタを複写機、
プリンター等の給紙装置で用いられる摩擦分離ローラー
給紙装置の摩擦分離ローラー部分に使用した例について
説明する。図４は摩擦分離ローラー部分にトルクリミッ
タを取り付けた状態を示す概略図である。フィードロー
ラー１２は回転軸１４と一体となって回転するように支
持されている。戻しローラー１３は（ａ）図に示すよう
にフィードローラー１２を支持する回転軸１４と平行な
他の回転軸１５に支持され、フィードローラー１２と圧
接されてフィードローラー１２に従動して回転できるよ
うになっている。

【００２９】トルクリミッタ１０は、回転軸１５と同一
軸線上にある軸６に支持され、内側コイルスプリングと
回り止めされた第１のハブとこの第１のハブとともに外
側スプリングで巻き締められた第２のハブとを内蔵して
おり、第２のハブ２がカップリング１６を介して戻しロ
ーラー１３と一体に回転するように連結されている。軸
６は回転軸１５と独立して回転が可能となっており、
（ｂ）図に示すように右回り（時計回り）に回転駆動力
が与えられている。フィードローラー１２は回転軸１４
から与えられる回転駆動力によって右回りに回転し、戻
しローラー１３との間に用紙を挟んで搬送するようにな
っている。

【００３０】図５は摩擦分離ローラーが用紙を搬送して
いる状態を示す。フィードローラー１２が回転し、フィ
ードローラー１２と用紙２０との間及び用紙２０と戻し
ローラー１３との間に大きな摩擦力が作用して大きなト
ルクが戻しローラー１３に伝達される。戻しローラー１
３と一体となった第２のハブ２に巻き締められた外側コ
イルスプリング３は上記のように伝達されたトルクに対
して開き勝手になっており、第２のハブ２との間で摺動
する。このため戻しローラー１３はフィードローラー１
２に従って左回りに回転する。一方軸６の回転に対して
内側コイルスプリング４が締まり勝手となっているの
で、内側コイルスプリング４、これと回り止めされた第
１のハブ１および外側コイルスプリング３は軸６に従っ
て右回りに回転する。

【００３１】それぞれの構成部分の回転方向をまとめる
と次のようになる。フィードローラー右回り戻しローラー左回りトルクリミッタ第２のハブ左回り（Ｘ方向）外側コイルスプリング右回り（Ｙ方向）カバー部材右回り（Ｙ方向）第１のハブ右回り（Ｙ方向）内側コイルスプリング右回り（Ｙ方向）軸右回り

【００３２】図６は、摩擦分離ローラーに複数枚の用紙
が重なって送り込まれた状態を示す。用紙と用紙との間
の摩擦力は小さくフィードローラー１２からの戻しロー
ラー１３に伝達されるトルクは小さい。このため戻しロ
ーラー１３と一体となった第２のハブ２と外側コイルス
プリング３との接触面では、外側コイルスプリング３の
巻締力が勝って摺動しない。このため軸６の回転が内側
コイルスプリング４、第１のハブ１、カバー部材５、外
側コイルスプリング３、第２のハブ２を介して戻しロー
ラー１３に伝達され、戻しローラー１３は右回りに回転
する。これにより、重なった用紙のうち戻しローラー側
の用紙２０ｂのみを搬送方向と逆の方向に送り戻すこと
ができる。

【００３３】このときのそれぞれの構成部分の回転方向
は次のようになる。フィードローラー右回り戻しローラー右回りトルクリミッタ第２のハブ右回り外側コイルスプリング右回りカバー部材右回り第１のハブ右回り内側コイルスプリング右回り軸右回り

【００３４】図７は摩擦分離ローラーの間に用紙が詰ま
り、用紙を搬送方向に引き出す場合の状態を示す。フィ
ードローラー１２及び軸６の回転は停止し、固定された
状態となる。摩擦分離ローラーの間に詰まった用紙を除
去するために搬送方向（図中矢印Ａ）に強く引くと、戻
しローラー１３及びこれと一体となった第２のハブ２が
左回りに回転する。このとき外側コイルスプリング３は
トルクに対して開き勝手となり、第２のハブ２と外側コ
イルスプリング３との接触面が摺動する。第２のハブ２
から外側コイルスプリング３等を介して第１のハブ１に
伝達されるトルクは内側コイルスプリング４の締り勝手
となるため、外側コイルスプリング３、第１のハブ１等
は軸６とロックされ、静止した状態となる。

【００３５】それぞれの構成部分の回転方向をまとめる
と次のとおりである。フィードローラー固定（ロックされる）戻しローラー左回りトルクリミッタ第２のハブ左回り（Ｘ方向）内側コイルスプリング固定（ロックされる）カバー部材固定（ロックされる）第１のハブ固定（ロックされる）内側コイルスプリング固定（ロックされる）軸固定（ロックされる）

【００３６】図８は、摩擦分離ローラーの間に用紙が詰
まり、用紙を搬送方向と逆方向（図中矢印Ｂの方向）に
引き出す場合の状態を示す。用紙を搬送方向と逆の方向
に強く引くと、戻しローラー１３とこれと一体となった
第２のハブ２とが右回りに回転する。このとき外側コイ
ルスプリング３は締り勝手となり、第２のハブと第１の
ハブとがロックされた状態となる。しかし第１のハブ１
に一端が固定された内側コイルスプリング４は開き勝手
となり、内側コイルスプリングと支持軸との間で摺動す
る。

【００３７】このときのそれぞれの構成部分の回転方向
をまとめると次のとおりである。フィードローラー固定（ロックされる）戻しローラー右回り（Ｙ方向）トルクリミッタ第２のハブ右回り（Ｙ方向）外側コイルスプリング右回り（Ｙ方向）カバー部材右回り（Ｙ方向）第１のハブ右回り（Ｙ方向）内側コイルスプリング右回り（Ｙ方向）軸固定（ロックされる）

【００３８】上記のように、本実施例のトルクリミッタ
を組み込んだ摩擦分離ローラー給紙装置では、フィード
ローラー１２と戻しローラー１３との間に紙が詰まった
場合、搬送方向及びその逆の両方向に戻しローラーが回
転可能なため、用紙を両方向に除去することが可能であ
り、複写機、プリンター等の設計の自由度が増し、原価
低減の効果も極めて大きい。

【００３９】なお、従来のトルクリミッタでは滑りハブ
又は固定ハブとコイルスプリングとの摺動面に設けられ
ている摺動部材が含油焼結合金でできており、この部材
を製造するためには、粉末冶金材料の型充填、高温焼
結、油含浸の工程を必要とし、コストが高くなるという
問題点がある。また含油焼結合金からなる摺動部材をポ
リアセタール等からなる固定ハブ、滑りハブへインサー
ト成形する必要があるが、このインサート成形のために
は、樹脂成形型へ摺動部材の供給が必要となり、人が常
時供給するか自動挿入装置を設置する必要がある。この
ため通常の樹脂成形より大幅なコストアップとなる。

【００４０】さらには、含油焼結合金を用いた従来のコ
イルスプリング摩擦式トルクリミッタにおける摺動は、
含油焼結合金とコイルスプリングとの金属同士の摺動で
あり、摩耗は少ないものの若干の摩耗金属粉の発生は避
けられない。発生した金属粉の成分の殆どが鉄であり、
空気中で酸化されて赤色の酸化鉄となり、給紙装置系で
これ等の金属粉が落下すると用紙を汚すおそれがある。

【００４１】従来のコイルスプリング摩擦式トルクリミ
ッタにおいても、固定ハブと滑りハブに含油焼結合金を
使用せず、ポリアセタールにポリテトラフルオロエチレ
ンを充填したもの、あるいはポリアセタールに油脂類を
含浸させた材料で構成したものがあるが、ポリアセター
ルの耐熱温度が低いため使用される回転数が大きいと摺
動熱で変形してしまい設計トルクの維持性が悪い。また
ポリアセタールは、熱膨張係数が大きいため環境温度の
影響が大きく、高温の場合はハブ径が大きくなってコイ
ルスプリングの締り代が増大し、滑り始めるトルクが大
きくなる。逆に低温の場合はハブ径が小さくなり、締り
代が減少して滑り始めるトルクは小さくなる。

【００４２】このような状況に鑑み、本実施例のトルク
リミッタにおいては、外側コイルスプリングが巻き回さ
れた第１のハブと第２のハブとを、耐熱温度が高く、熱
膨張係数が小さく、かつ摩擦係数が小さい、充填剤とプ
ラスチック材料からなる複合材料で製造している。これ
により摺動面に含油焼結合金からなる部材を介在させな
くとも、トルクリミッタとしての十分な性能を発揮する
ことができる。

【００４３】具体的には、第１のハブを、ポリフェニレ
ンサルファイドに充填剤としてチタン酸カリウム、ガラ
ス繊維、ポリテトラフルオロエチレンを添加したもので
形成し、第２のハブを、ポリエーテルサルホンに充填剤
としてポリテトラフルオロエチレン又は全芳香族ポリエ
ステルを添加したものによってハブを形成しており、こ
のような材料はトルクリミッタのハブとして必要な下記
の性能値を満足する。摩擦係数（NO GREASE）０．１〜０．２以下線膨張係数０．００００７以下耐熱温度１５０℃以上

【００４４】このようなトルクリミッタを固定軸に取り
付け、外側コイルスプリングと摺動する第２のハブに下
記の条件でトルクを与えると、下記のような結果が得ら
れた。上記の結果は、従来の含油焼結合金を使用したコイルス
プリング摩擦式トルクリミッタにより得られる性能に比
べて遜色のないものである。

【００４５】また、上記の材料の他、母材となるプラス
チック材料としてポリアミド、ポリアリレート、芳香族
ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミ
ド、液晶ポリマー等を使用することもできる。充填剤と
しては、炭素繊維、二硫化モリブデン、タルク、フッ化
黒煙、及び油脂類等を使用することもできる。表１はこ
れらの充填剤によるプラスチック材料の性能改善効果を
示すものであり、このような特性に基づいて適宜充填剤
を選択し、上記トルクリミッタのハブとしての必要性能
値を満足する材料を得ることができる。

【００４６】

【表１】

【００４７】このようなプラスチック材料によってハブ
を形成することによって摺動部品に高価な含油焼結合金
を使用する必要がなく、トルクリミッタの製造コストが
低廉となる。また、摺動部品を金属よりも硬度が小さい
プラスチック材料からなるものとすることにより、金属
摩耗粉（赤色の酸化鉄に変化する）の発生が極めて少な
くなり、さらには、上記の複合材料は耐熱温度が高く、
熱膨張係数が小さいプラスチック材料を使用しているた
め、高回転の使用条件でも熱変形せず、環境温度による
トルク変動が少ない。もちろん、このような複合材料に
より従来の構造を有するコイルスプリング摩擦式トルク
リミッタのハブを製造することもでき、上記したような
利点を得ることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のトルクリ
ミッタでは、二つのハブの間及び一方のハブとこれを支
持する軸との間が外側コイルスプリング及び内側コイル
スプリングによって連結されており、双方のコイルスプ
リングは一方のハブを支持する軸と、他方のハブとの間
のトルクに対して、一方が開き勝手となると他方が締り
勝手となるように巻き締められているので、双方向にト
ルクリミッタとしての機能すなわち所定以上のトルク値
によって相対的な回転を許容するという機能を発揮し得
る。これにより、複写機プリンター等の用紙搬送機構、
給紙機構等に用いると、紙詰まりがあっても、トルクリ
ミッタが両方向に回転可能なため、用紙を両方向に除去
することができる。このため複写機プリンター等の設計
においてその自由度が向上し、製造コストの低減を測る
ことが可能となる。また、カバー部材を２つのハブの一
方と嵌合するとともに、他方とは相対的な回転が可能に
係合して、二つのハブを一体に支持できるものとするこ
とにより、軸に取り付ける前においても２つのハブがば
らけることがなく、取り扱いが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるトルクリミッタを示す
構造図であり、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は（ａ）図
および（ｃ）図中に示すＩ−Ｉ線での断面図、（ｃ）図
は背面図である。

【図２】上記実施例のトルクリミッタの動作を示す説明
図である。

【図３】上記実施例のトルクリミッタの動作を示す説明
図である。

【図４】上記実施例のトルクリミッタを、給紙装置の摩
擦分離ローラー部分に使用した例を示す概略構造図であ
る。

【図５】本発明の一実施例であるトルクリミッタを使用
した給紙装置の摩擦分離ローラーにおいて、一枚の用紙
を搬送している状態を示す説明図である。

【図６】図５と同じ摩擦分離ローラーにおいて、２枚以
上の用紙が摩擦分離ローラーに送り込まれたときの状態
を示す説明図である。

【図７】図５と同じ摩擦分離ローラーにおいて、摩擦分
離ローラー部分に用紙を挟んだまま停止したときに、用
紙を搬送方向に除去する場合の状態を示す説明図であ
る。

【図８】図５と同じ摩擦分離ローラーにおいて、摩擦分
離ローラー部分に用紙を挟んだまま停止したときに、用
紙を搬送方向と反対方向に除去する場合の状態を示す説
明図である。

【図９】従来のトルクリミッタの構造を示す概略断面図
である。

【図１０】図９に示す従来のトルクリミッタを使用した
摩擦分離ローラーの動作を示す説明図である。

【図１１】ハブの回転とコイルスプリングに作用する力
との関係を示す説明図である。

【図１２】従来のトルクリミッタにおける問題点を示す
説明図である。

【図１３】従来のトルクリミッタにおける問題点を示す
説明図である。

【図１４】従来のトルクリミッタの他の例を示す概略断
面図である。

【符合の説明】

１第１のハブ２第２のハブ３外側コイルスプリング４内側コイルスプリング５カバー部材６軸７ブッシュ１２フィードローラー１３戻しローラー１４回転軸２０用紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16D 7/02 F16D 43/20 B65H 3/52 330

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】同一軸線上に隣接して支持される第１
のハブおよび第２のハブと、これらの双方のハブにわたって巻き締められた外側コイ
ルスプリングと、前記第１のハブおよび第２のハブと同一軸線上にあっ
て、それぞれと相対回転が可能となるように支持された
軸と、前記第１のハブに一端が固定され、前記軸を巻き締める
内側コイルスプリングとを有し、前記二つのハブのうち少なくとも一方と前記外側コイル
スプリングとの接触面が、前記第２のハブから前記外側
コイルスプリングのコイルを開く方向に作用するトルク
が一定以上となったときに摺動する摺動面となってお
り、前記内側コイルスプリングは、前記第２のハブから前記
外側コイルスプリングを巻き締める方向に作用して第１
のハブに伝達されたトルクに対して、該内側コイルスプ
リングのコイルを開く方向に巻き回されており、前記軸と前記内側コイルスプリングとの接触面は、該内
側コイルスプリングのコイルを開く方向のトルクが一定
以上となったときに摺動する摺動面となっていることを
特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】前記請求項１に記載のトルクリミッタ
において、前記外側コイルスプリングを覆う円筒状をなし、前記第
１のハブ及び第２のハブと中心軸線が一致するように配
置されたカバー部材を有し、該カバー部材は、前記第１のハブと第２のハブとのいずれか一方と、該ハ
ブを支持することができるように嵌め合わされる嵌合部
と、他方のハブと、該ハブが該カバー部材と嵌合された前記
ハブとの隣接位置を保持するとともに、該カバー部材と
の相対的な回転を許容するように係合される係合部とを
有することを特徴とするトルクリミッタ。