JP4104361B2 - トルクリミッタとトルクリミッタ付き回転体 - Google Patents
トルクリミッタとトルクリミッタ付き回転体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、パーソナルプリンタのような小型プリンタの紙送り部等の駆動部に用いられるトルクリミッタ及びトルクリミッタ付き回転体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
事務機器の紙送り部等の駆動部に用いられるトルクリミッタとして、摩擦式のもの、磁石式のものが従来から知られている。摩擦式のトルクリミッタとして従来知られているものは、たとえば特開平１１−２４７８８１号公報に開示されているように、内部部材と、その内部部材に相対回転可能に嵌合された外部部材と、内部部材の外径面に所要の緊縛力をもって装着されたコイルばねと、上記内部部材と外部部材との間において外部部材に嵌着された蓋とから成り、上記コイルばねの一端部のフックを外部部材に係合させるとともに、他端部のフックを上記蓋に係合させることによって、内部部材とコイルばねとの摩擦により一定のトルクを発生するようになっている。
【０００３】
また、上記のトルクリミッタは、軸上においてローラ等の回転体と連結し、一端をピンにより、他端を止め輪により止めることにより、軸に対して位置決めするようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
事務機器等のコンパクト化が要求される中で、上述した従来のトルクリミッタは、外部部材や内部部材等の部品の組み合わせで構成されるため、トルクリミッタの外径を小さくすることに一定の限度がある。また、部品点数を減少させるため、トルクリミッタの外部部材にローラ等の回転体を一体化する構造が考えられるが、製造工程が複雑となり、生産性が低下する問題がある。
【０００５】
トルクリミッタの組み立て後においてトルク調整を行う場合は、外部部材を固定治具により支持し、内部部材を回転させてトルク測定を行いながら調整を行うが、上記のように回転体と一体化した構造のものは、その回転体を固定治具により支持してトルク調整をしなければならない。しかし、回転体は用途に応じて様々な形状となるため、固定治具をその用途に応じて製作し、それぞれ段取りを変更しなければならない不便がある。
【０００６】
そこで、この発明は、部品点数を削減することでコンパクト化を図るとともに、トルク調整の必要のないトルクリミッタ及びトルクリミッタ付き回転体を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（手段の１）
上記の課題を解決するために、この発明のトルクリミッタは、環状のボス部を有するスリーブと、リング状の弾性体とからなり、上記スリーブに縮径方向の弾性を付与し、上記弾性体を該スリーブに嵌合して縮径させ、該スリーブに挿通した軸に対してラジアル力を発生させるように構成した。
【０００８】
上記構成によると、スリーブのラジアル力とスリーブの軸に対する摩擦力により所定のトルクが発生する。弾性部材の部品寸法を所定値に設定することにより、組立後にトルク調整を行わなくても、所定のトルク値を得ることができる。上記のスリーブの材料として、自己潤滑性樹脂を用いることにより、潤滑剤の飛び散りや漏れを防止するためのケース部材が不要になる。
【０００９】
なお、自己潤滑性樹脂の種類としては、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、含油プラスチック、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）及びフッ素樹脂を含んだポリマーアロイ、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）、液晶ポリマー樹脂（ＬＣＰ）、ポリフェニレンオキサイド樹脂（ＰＰＯ）を使用することができる。
【００１０】
上記の弾性体としては、軸方向のスリットにより周方向１か所で切り離された筒形ばねを用いることができ、さらに、その筒形ばねを複数重ね合わせたもの、コイルばね、弾性あるＣ形リング等を用いることができる。
【００１１】
（手段の２）
上記の課題を解決するために、この発明は、回転体の一端にトルクリミッタを付設し、該トルクリミッタを軸方向の複数のスリットで分割された分割スリーブの周りにばねを組み付けて構成し、該分割スリーブと軸との間で所要のトルクを発生させるようにしたトルクリミッタ付き回転体において、上記分割スリーブをその先端側が拡開された形状に成形し、これを上記ばねの緊縛力により所要径に縮径した構成を採用した。
【００１２】
上記の構成によると、スリットが従来よりも広い形態で成形されるため、金型のスリット成形部分を十分厚くとることができる。その結果、金型の欠損も生じ難くなる。
【００１３】
また、上記の分割スリーブを形成する各分割スリーブ片の先端部の幅を、上記コイルばねの緊縛力により所要径に縮径した際に相互に突き合って環部を形成する大きさに設定し、該分割スリーブ片の上記先端部以外の部分の幅をこれより小さな幅に設定した構成を採ることができる。この構成によると、分割スリーブをばねの緊縛力により縮径させた場合に、その先端部の開口内径は各分割スリーブ片相互により形成される環部の内径に限定される。このため。環部の内径と軸の外径との関係を、所定のトルクが得られ、かつ挿入が容易なように設計することができる。
【００１４】
また、上記回転体本体の内径面両端部に、所要数の軸受凸部を周方向に配列してラジアル軸受を形成し、各ラジアル軸受を形成する軸受凸部の位置の位相をずらせた構成を採用することができる。この構成によると、回転体内径面の両端部に軸受凸部が存在しても、軸方向への型抜きが可能となり、金型成形が可能となる。
【００１５】
上記のばねとしてコイルばねを用い、そのコイルばねの巻き数の端数を半回巻き未満に設定し、両端のフックを外径方向に屈曲形成した構成を採用することができる。このような巻き態様によると、両端のフック間に優弧と劣弧が存在するので、両フックを劣弧側に相対的に引き寄せるとコイルばねが拡径する。このため、軸の挿入が容易となる。この場合、巻き数の端数、即ち、劣弧の角度は２０度から４５度程度が望ましい。また、上記回転体本体のトルクリミッタ側端面に上記両フックの係合部を設け、そのうち一方の係合部に周方向への可撓性を付与した構成を採用すると、その可とう性係合部を前記の劣弧側にたわませることで、該コイルばねを容易に拡径させることができる。
【００１６】
なお、前記のばねとして、ばね性あるＣ形リングを用いることもできる。その数を変えることにより、緊縛力を調整することができる。
【００１７】
（手段の３）
前記の課題を解決するために、この発明は、回転体の一端にトルクリミッタを付設し、該トルクリミッタを軸方向の複数のスリットで分割された分割スリーブの周りにばねを組み付けて構成し、該分割スリーブと軸との間で所要のトルクを発生させるようにしたトルクリミッタ付き回転体において、上記分割スリーブが少なくとも２分割されたスリーブ片により形成され、各スリーブ片の軸方向長さに対する周方向長さの比率が０．９±０．１である構成を採用した。
【００１８】
なお、上記のばねを上記分割スリーブの回転体側に片寄った位置に組み付けた構成、上記分割スリーブのばね組み付け位置に、周方向の凹部を設けた構成、上記分割スリーブの軸方向長さを、軸径以上に形成した構成を採ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１及び図２に示した第１実施形態のトルクリミッタ付きローラは、ローラ部１と、トルクリミッタ部２の組み合わせからなり、軸３の外周に嵌合して使用される。
【００２０】
ローラ部１は、ローラ本体４の回りにゴムローラ５を嵌合したものであり、そのローラ本体４の一端面にトルクリミッタ部２との係合凹部６、６が設けられる。このローラ部１は軸３に対して回転自在に嵌合される。
【００２１】
トルクリミッタ部２は、上記のローラ本体４の一端面に突き当てられる環状のボス部７と、その片面に同軸状に設けられたスリーブ８、及びそのスリーブ８の外径面に嵌合されるリング状の弾性体９とからなる。上記のボス部７は、スリーブ８と反対側の面に一対の係合凸部１１、１１が設けられ、前述の係合凹部６、６に係合されることで回転方向に結合され、また軸３上で同芯状態に結合される。
【００２２】
上記のスリーブ８には、周方向に一定間隔で、かつ先端部で開放されたスリット１２が設けられ、そのスリット１２により、複数の短冊状のスリーブ片１３に分割される。各スリーブ片１３の先端には、外方に立ち上がった抜止め突起１４が設けられる。上記のボス部７と、分割スリーブ片１３の集合により形成されるスリーブ８は、合成樹脂の一体成形品であり、スリーブ８は半径方向への収縮弾性を有する。弾性体９はそのスリーブ８の外径面に嵌合され、抜止め突起１４により抜止めが図られる。
【００２３】
上記の弾性体９は、合成樹脂又は金属でなり、軸方向のスリット１５により周方向の１か所が切り離された筒形ばねにより形成される。その内径は、スリーブ８の外径より若干小さく形成され、これにより、スリーブ８にラジアル力を付与する。
【００２４】
上記のように組み合わされたローラ部１とトルクリミッタ部２は、前述のように、軸３の周りに挿通され、その両端部においてＥ形の止め輪１６、１６により軸方向の位置決めがなされる。
【００２５】
上記の構成でなる第１実施形態のトルクリミッタ付きローラは、パーソナルプリンタ等の小型プリンタに用いられ、ローラ部１に作用する負荷が一定以下の場合は、ローラ部１とトルクリミッタ部２は、トルクリミッタ部２における軸３に対する所定のトルクにより一体に回転するが、負荷が所定のトルク値を越えるとトルクリミッタ部２が軸３に対して空転するため、これと結合されたローラ部１も軸３に対して空転し、トルクの伝達が遮断される。
【００２６】
上記のトルクリミッタにおいては、弾性体９の部品寸法を一定に設定しておくことにより、スリーブ８のラジルアル力が一定となり、従って、トルク値も一定となる。このため、組立後にトルク調整を行う必要がない。
【００２７】
また、スリーブ８を構成する合成樹脂として、自己潤滑性のある材料を用いることにより、潤滑剤が不要となり、その潤滑剤の飛び散り、漏れ等を防止するケース部材は不要である。
【００２８】
なお、弾性体９としては、軸方向のスリット１５により周方向の１か所が切り離された単一の筒形ばねでなるものを示しているが、これ以外に、図４（ａ）に示したように、同様の筒形ばねを多層に重ねたもの、また、図４（ｂ）に示したようなコイルばねでなるものを用いることができる。これらによると、一層高トルクを発生させることができる。この弾性体９の変形例の点は以下の実施形態においても同じである。
【００２９】
次に、図５及び図６に示した第２実施形態のトルクリミッタ付き回転体は、ローラ部１とトルクリミッタ部２とを一体化したのである。即ち、ローラ本体４の一端部に、スリーブ８を同芯状態に一体成形したものである。言い換えれば、前述のトルクリミッタ部２のボス部７を、ローラ本体４の端面に一体化した構成である。その他の構成及び作用は、前述の第１実施形態の場合と同じである。
【００３０】
図７及び図８に示した第３実施形態のトルクリミッタ付き回転体は、ローラ部１とトルクリミッタ部２とを一体化した点で、上記の第２実施形態の場合と同じである。相違する点は、位置決め用の止め輪１６、１６を省略し、スリーブ８を構成する各スリーブ片１３の先端部内周面に位置決め用爪１７を設けた点である。この位置決め用爪１７を軸３の係止溝１８に係止することにより、軸３に対する位置を定める。
【００３１】
図９及び図１０に示した第４実施形態の場合は、ローラ本体４のスリーブ８側と反対側の面において、軸穴１９の回りに腕２０を軸方向に突き出して設け、その先端部内面に位置決め用爪１７を設け、軸３の係止溝１８に係止したものである。その他は、前記の第３実施形態の場合と同じである。
【００３２】
以上述べた各実施形態のトルクリミッタ付き回転体は、小型化・ユニット化の要請に応えられるものであるが、未だ次のような問題がある。即ち、上記のローラ本体４と分割されたスリーブ８は樹脂により金型成形されるが、その金型のスリーブ８の成形部分に所要数のスリット１２を成形する部分を設ける必要がある。上記のスリット１２の成形部分は、その両側のキャビティに挟まれた薄い部分であるため、成形時に欠損等の不具合が発生し、金型の短寿命化の原因となる。
【００３３】
この問題を解消するためには、スリット１２の幅を大きく設定すればよいということになる。しかし、スリット１２の幅を大きくすると、図１１に示すように、スリーブ８の周りに弾性体９（コイルばね）を組み込んだ際、その緊縛力によりスリーブ８の先端部が縮径し（内径φＡ参照）、軸２１の外径φＢより小さくなる。このため、軸２１をスリーブ８側から挿入することが困難となる。
【００３４】
また、大きいトルクを発生させるために、ばね力の強い弾性体９を用いた場合、スリーブ８に軸２１を挿入する際に弾性体９を拡径させることが困難となるため、この場合も軸２１の挿入が困難となる。
【００３５】
また、回転体２２がゴムローラである場合、軸方向に長い形状であるため、軸２１が通る穴径も長くなる。このため、穴径公差の寸法を穴全長で保つ必要があって金型成形が難しく、金型修正のために金型製作時間や費用がかかってしまうことになる。
【００３６】
以下説明する第５実施形態は、上記の問題を解決したものである。即ち、図１２から図１４に示した第５実施形態はトルクリミッタ付きゴムローラに関し、ゴムローラ３１の一端にトルクリミッタ３２を一体に付設したものである。ゴムローラ３１は、外径面両端部につば３３、３４を有するスリーブ状のローラ本体３５の外径面にゴムスリーブ３６を被覆している。また、ローラ本体３５の内径面の両端部にラジアル軸受３７、３８が設けられる。一方のラジアル軸受３７は、図１２に示すように、幅ａの軸受凸部３９を間隔ａ’をもって周方向に所要数一定ピッチで配列したものである。また、他方のラジアル軸受３８は、幅ｂの軸受凸部４１を間隔ｂ’をもって周方向に所要数一定ピッチで配列したものである。なお、図示の場合、ａ＜ｂ、ａ’＞ｂ’の関係に設定されている。
【００３７】
前記の間隔ａ’は、幅ｂの軸受凸部４１がすき間無く嵌る大きさであり、また間隔ｂ’は幅ａの軸受凸部３９がすき間無く嵌る大きさである。両方の軸受凸部３９、４１の周方向の位置関係は、１ピッチだけ周方向に位相がずれた関係にある。このような位置関係に設定することにより、アンダーカットになることが避けられるので、ローラ本体３５内径面の金型成形が可能となる。
【００３８】
上記のラジアル軸受３８を形成する各軸受凸部４１は、その幅ｂと間隔ｂ’を保ったまま軸方向に延出され、その幅の部分が分割スリーブ片４２となり、また、間隔ｂ’の部分がスリット４３となる。これらの分割スリーブ片４２とスリット４３とにより分割スリーブ４４が形成される。各分割スリーブ片４２の先端部の幅は、両側の傾斜段部４５、４５の部分で広がっており、後述のように、分割スリーブ４４の外径面にコイルばね４６を組み付けた際に、各分割スリーブ片４２の両側辺相互が突き合い、全体として環部４７が形成される。
【００３９】
上記の環部４７の内径面は、外方に拡径する向きのテーパが付いており、軸４８を挿入する際の案内となる。また、環部４７の外径面にコイルばね４６の抜け止め用の突条４９が設けられる。この突条４９の外面にもテーパが付けられ、コイルばね４６の組み込み時の案内となる。
【００４０】
上記の分割スリーブ４４の成形時の形状は、図１４に示すように、先端側が拡開するように、各分割スリーブ片４２が外方に開いている。その結果、スリット４３の部分も広がり、先端部も分離状態にある。このため、これを成形する成形金型のスリット４３の成形部分の厚みが大きくなり、金型欠損の恐れが解消される。
【００４１】
前記のコイルばね４６は、角型ばね線を巻いたものであり（ただし、丸型ばね線でも使用可能である。）、その両端部のフック５１、５２をそれぞれ外径向き（径方向外向き）に屈曲形成している。その巻きの端数ｘ（図１３（ｂ）参照）は、ゼロを超え半周未満の範囲内で適宜設定されるが、図示の場合、四分の一周に設定している。このような端数ｘを設けることにより、両方のフック５１、５２の間に劣弧Ｌ1 （＝端数ｘ）と優弧Ｌ2 が形成され、その劣弧Ｌ1 が小さくなる方向にフック５１、５２が接近するように力を加えると、コイルばね４６が弾性的に拡径される。
【００４２】
上記のコイルばね４６を前記の分割スリーブ４４の外径面に組み付けてこれを縮径させ、前述のように、各分割スリーブ片４２の先端相互を周方向に突き合わせて環部４７を形成する。コイルばね４６のつば３４側のフック５１は、そのつば３４の外端面に設けられた扇形の突起５３に係合され（図１３（ａ）参照）、また、他方のフック５２は、同じくつば３４の外端面に突設されたピン状の突起５４に係合される。
【００４３】
上記のように、コイルばね４６を分割スリーブ４４の周りに組み付け、その緊縛力により分割スリーブ４４を縮径した図１２、図１３の状態で、環部４７の先端部内径φＡ、軸４８の外径φＢ、分割スリーブ４４の内径φＣとの関係は、φＢ＜φＡ＞φＣの関係にある。このため、軸４８の先端部を環部４７に挿入することは容易であり、また、φＢとφＣとの差分が軸４８に対する閉め代となる。この閉め代分だけ拡径させつつ軸４８を挿入することになるが、その挿入が困難な場合は、コイルばね４６の両方のフック５１、５２を劣弧Ｌ1 側に接近するように外力を加えて分割スリーブ４４を拡径させ、緊縛力を弱める。
【００４４】
この場合、フック５１、５２に直接外力を加えてもよいが、図示のピン状の突起５４に可撓性を付与しておくことにより、これを指先で他方のフック５１側に押すことにより、フック５２をフック５１側に移動させ、コイルばね４６を拡径させることができる。
【００４５】
このようにして挿入された軸４８は、ローラ本体３５内径面の２箇所のラジアル軸受３７、３８において回転自在に支持される。
【００４６】
以上の第５実施形態は、分割スリーブ４４の部分の緊縛手段として、コイルばね４６を用いた例を示しているが、コイルばね４６に代えて、図１５、図１６の変形例に示すように、所要数のばね性のあるＣ形リング５５を用いてもよい。その数を適宜変えることで、緊縛力を細かく段階的に調整することができる。また、図１６に示すように、Ｃ形リング５５の切欠き幅Ｘをその線径Ｙより小さく設定しておけば、Ｃ形リング５５の相互が絡みにくい利点がある。なお、この場合は、前述の突起５３、５４は不要であること以外、その他の構成は前述の場合と同じである。
【００４７】
第５実施形態のトルクリミッタ付きゴムローラは、以上のようなものであり、軸４８とゴムローラ３１間のトルクは、分割スリーブ４４を縮径させるコイルばね４６又はＣ形リング５５の緊縛力により決定され、ゴムローラ３１側に加えられる負荷がそのトルク値を上回ると、空転を生じトルクの伝達が遮断される。
【００４８】
なお、以上の第５実施態様は、ゴムローラに適用される場合について述べたが、この発明は、これ以外の各種の回転体に適用することができる。
【００４９】
次に、図１７及び図１８に示した第６実施形態は前述の第１実施形態（図１から図４参照）と、また図１９及び図２０に示した第７実施形態は前述の第２実施形態（図５及び図６参照）と基本的構造において共通しているので、同一部分には同一符号を付して示すにとどめ、主として異なる構造について説明する。
【００５０】
これらの第６実施形態と第７実施形態の場合は、いずれも分割スリーブ８が３分割されている点、弾性体９として３個のＣ形リング５５を用いる点、分割スリーブ８の付け根（第６実施形態の場合はボス部７、第７実施形態の場合はローラ本体４側の端部）に周方向の凹部５６が設けられ、その凹部５６に各Ｃ形リング５５が所定の緊縛力をもって装着される点において共通している。分割スリーブ８を３分割した理由、Ｃ形リング５５を分割スリーブ８の付け根部に装着した理由、その装着部分に凹部５６を設けた理由等について次に説明する。
【００５１】
（１）分割スリーブ８を３分割した理由：
前述の第１から第５実施形態の場合は、分割スリーブ８を６分割している。同じ軸径に適用される場合について、６分割の場合と３分割の場合を対比して図２１（ａ）（ｂ）に示す。スリット１２が一定であるとすると、各分割スリーブ片１３の幅（即ち、周方向長さ）ａとｂの関係は、当然ａ＜ｂである。
【００５２】
分割スリーブ片１３の周方向長さの差によるトルク変動の大きさを、軸径６φの場合について実験した結果を図２２（６分割の場合）と図２３（３分割の場合）に示す。これらの実験結果に基づいて考察する。
【００５３】
分割スリーブ片１３の周方向長さが相対的に短い図２２（ａ）（ｂ）の場合は、周方向の剛性が低くなるため、トルクリミッタが軸に対して相対回転してトルクを発生する際、分割スリーブ８に軸回転による周方向の撓みを生じる。これにより、軸に対し分割スリーブ８の姿勢が相対回転の前後で変化を起こし、軸と分割スリーブ８間の緊縛力ひいては摩擦力が変化して発生トルクが大きく変化する（図２２（ｃ）のトルク変化Ａ参照）。この場合、各分割スリーブ片１３の周方向長さａは２．５ｍｍであり、また、軸方向長さｃは８．５ｍｍである。ａ／ｃは０．２９である。
【００５４】
これに対して、分割スリーブ片１３の周方向長さが相対的に長い図２３（ａ）（ｂ）の場合は、周方向の剛性が高くなるので、分割スリーブ８が軸に対して相対回転しても形状が安定し、軸に対する接触が安定する。そのためトルク変化も小さくなる（図２３（ｃ）のトルク変化Ｂ参照）。この場合、各分割スリーブ片１３の周方向長さｂは５．２ｍｍであり、また、軸方向長さｄは５．７ｍｍである。ｂ／ｄは０．９１２である。この比率は０．９±０．１の範囲で同等の効果が発揮されると考えられる。
【００５５】
このように、分割スリーブ８の各分割スリーブ片１３の形状において、その軸方向長さに対する周方向長さの比を０．９±０．１とすることで、分割スリーブ片１３の軸方向長さに対し周方向長さを十分に取れるため、回転方向に対しての剛性を発揮することができる。
【００５６】
（２）Ｃ形リングを分割スリーブの付け根部に装着した理由：
Ｃ形ばね５５等のばねを分割スリーブ８の付け根から離れた位置に装着すると（図２４（ａ）（ｂ）参照）、トルクリミッタが軸に対して相対回転したときに、分割スリーブ８には軸に対する緊縛力以外に、モーメント荷重が発生し易くなり、分割スリーブ８に撓みが発生する原因となる。このため、軸に対する分割スリーブ８の姿勢が相対回転の前後において変化を起こし、軸と分割スリーブ８間の緊縛力、ひいては摩擦力が変化し、発生トルクの相対的に大きな変化Ｃが発生する（図２４（ｃ）参照）。これに対して、Ｃ形ばね等のばね５５を分割スリーブ８の付け根部に装着すると（図２５（ａ）（ｂ）参照）、分割スリーブ８にモーメント力の発生を抑えることができ、発生トルクの変化Ｄ（図２５（ｃ）参照）が相対的に小さくなる。
【００５７】
（３）Ｃ形リングの装着部分に凹部を設けた理由：
Ｃ形リングの装着部分、即ち分割スリーブの付け根部に凹部５６を設けることにより、Ｃ形ばね等のばね５５の位置決めと、その抜け対策とすることができる。
【００５８】
（４）その他：
前記のように、分割スリーブ片１３の周方向長さを相対的に大きくすることにより、周方向の剛性を上げる一方、各分割スリーブ片１３のラジアル方向の撓みをよくことでＣ形ばね５５の分割スリーブ８への組込み性を良好にすることができる。
【００５９】
【発明の効果】
この発明のトルクリミッタ及びトルクリミッタ付き回転体は、以下の効果を発揮する。
（１）収縮弾性を有するスリーブに弾性体を嵌合することによりトルクを発生させるようにしたものであるから、弾性体の部品寸法を所定値に設定することによりトルク値が定まる。このため、組立後のトルク値の調整作業が不要となり、トルクリミッタ付き回転体の製作が容易となる。また、従来のような内部部材や外部部材が不要であるので、トルクリミッタの外径のコンパクト化を図ることができる。
（２）上記のスリーブや回転体自体に位置決め部を設けることにより、別部品としての位置決め用止め輪やピンが不要になり、この点からもコンパクト化を図ることができる。
（３）トルク値を増大させる場合は、弾性体を半径方向に重ねるだけでよく、軸方向の寸法に影響を受けない点でも、コンパクト化を図ることができる。
（４）分割スリーブ部分を先端側が拡径された形状となるように成形することにより、スリットの間隔が広くなるため、金型の製作が容易となり、また、金型の欠損を防ぎ、その寿命を長く維持することができる。
（５）分割スリーブの外径面に緊縛力のあるばねを組み付けても、先端部の環部が一定以上の縮径を規制するので、軸を容易に挿入することができる。
（６）回転体本体の内径面の両端部にラジアル軸受を設けたので、内径の寸法精度はこの部分のみに限定され、従って、製作が容易となる。また、両側の軸受凸部の位置の位相をずらせたことにより、アンダーカット部分が無くなり金型成形が可能となった。
（７）分割スリーブの緊縛手段として、コイルばねを用いた場合、その巻き数の端数を半巻き以下、望ましくは２０度〜４５度程度に設定することにより、両端のフックを接近する方向に相対移動させてコイルばねを拡径させることが容易にできる。特に、一方のフックを係止するピン状突起に可撓性を持たせることにより、その突起を他方のフック側に押すだけでコイルばねを拡径させることができる。
（８）分割スリーブの緊縛手段としてＣ形リングを用いた場合、コイルばねに比べて拡径しやすいので軸の挿入作業が容易になる。また、コイルばねの場合は、その両端部のフックの取付け位置を係止溝に合わす必要があり取付け作業が不便である。さらに、Ｃ形リングはコイルばねのフックに相当するものが不要であるため、コンパクトである。
（９）分割スリーブ片の周方向長さを相対的に大きくすることにより、その剛性を上げることができ、分割スリーブが軸に対して相対回転しても形状を安定させることができ、安定したトルクを発生させることができる。
（１０）Ｃ形リング等の弾性体を分割スリーブの付け根部に装着することにより、分割スリーブにモーメント力が発生することを抑えることができ、軸と分割スリーブの接触の安定化により発生トルクが安定する。
（１１）分割スリーブの外径面にＣ形リング等の弾性体を装着する凹部を設けることにより、弾性体の位置決めと抜け防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の分解斜視図
【図２】同上の断面図
【図３】図２のIII −III 線の断面図
【図４】（ａ）同上の弾性体の変形例の斜視図
（ｂ）同上の弾性体の他の変形例の斜視図
【図５】第２実施形態の断面図
【図６】同上の一部を示す斜視図
【図７】第３実施形態の断面図
【図８】同上の一部を示す斜視図
【図９】第４実施形態の断面図
【図１０】同上の一部を示す斜視図
【図１１】問題点の説明用の断面図
【図１２】第５実施形態の断面図
【図１３】（ａ）同上の斜視図
（ｂ）同上のコイルばねの正面図
【図１４】同上の一部を断面で示す分解斜視図
【図１５】同上の変形例の一部を示す断面図
【図１６】同上の一部を示す分解斜視図
【図１７】第６実施形態の断面図
【図１８】同上の分解斜視図
【図１９】第７実施形態の断面図
【図２０】同上の分解斜視図
【図２１】（ａ）（ｂ）分割スリーブの比較のための断面図
【図２２】（ａ）実験対象物の一部側面図
（ｂ）同上の正面図
（ｃ）実験結果のグラフ
【図２３】（ａ）実験対象物の一部側面図
（ｂ）同上の正面図
（ｃ）実験結果のグラフ
【図２４】（ａ）実験対象物の一部側面図
（ｂ）同上の正面図
（ｃ）実験結果のグラフ
【図２５】（ａ）実験対象物の一部側面図
（ｂ）同上の正面図
（ｃ）実験結果のグラフ
【符号の説明】
１ ローラ部
２ トルクリミッタ部
３ 軸
４ ローラ本体
５ ゴムローラ
６ 係合凹部
７ ボス部
８ スリーブ
９ 弾性体
１１ 係合凹部
１２ スリット
１３ 分割スリーブ片
１４ 抜止め突起
１５ スリット
１６ 止め輪
１７ 位置決め用爪
１８ 係止溝
１９ 軸穴
２０ 腕
２１ 軸
３１ ゴムローラ
３２ トルクリミッタ
３３ つば
３４ つば
３５ ローラ本体
３６ ゴムスリーブ
３７ ラジアル軸受
３８ ラジアル軸受
３９ 軸受凸部
４１ 軸受凸部
４２ 分割スリーブ片
４３ スリット
４４ 分割スリーブ
４５ 傾斜段部
４６ コイルばね
４７ 環部
４８ 軸
４９ 突条
５１ フック
５２ フック
５３ 突起
５４ 突起
５５ Ｃ形リング
５６ 凹部
【発明が属する技術分野】
この発明は、パーソナルプリンタのような小型プリンタの紙送り部等の駆動部に用いられるトルクリミッタ及びトルクリミッタ付き回転体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
事務機器の紙送り部等の駆動部に用いられるトルクリミッタとして、摩擦式のもの、磁石式のものが従来から知られている。摩擦式のトルクリミッタとして従来知られているものは、たとえば特開平１１−２４７８８１号公報に開示されているように、内部部材と、その内部部材に相対回転可能に嵌合された外部部材と、内部部材の外径面に所要の緊縛力をもって装着されたコイルばねと、上記内部部材と外部部材との間において外部部材に嵌着された蓋とから成り、上記コイルばねの一端部のフックを外部部材に係合させるとともに、他端部のフックを上記蓋に係合させることによって、内部部材とコイルばねとの摩擦により一定のトルクを発生するようになっている。
【０００３】
また、上記のトルクリミッタは、軸上においてローラ等の回転体と連結し、一端をピンにより、他端を止め輪により止めることにより、軸に対して位置決めするようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
事務機器等のコンパクト化が要求される中で、上述した従来のトルクリミッタは、外部部材や内部部材等の部品の組み合わせで構成されるため、トルクリミッタの外径を小さくすることに一定の限度がある。また、部品点数を減少させるため、トルクリミッタの外部部材にローラ等の回転体を一体化する構造が考えられるが、製造工程が複雑となり、生産性が低下する問題がある。
【０００５】
トルクリミッタの組み立て後においてトルク調整を行う場合は、外部部材を固定治具により支持し、内部部材を回転させてトルク測定を行いながら調整を行うが、上記のように回転体と一体化した構造のものは、その回転体を固定治具により支持してトルク調整をしなければならない。しかし、回転体は用途に応じて様々な形状となるため、固定治具をその用途に応じて製作し、それぞれ段取りを変更しなければならない不便がある。
【０００６】
そこで、この発明は、部品点数を削減することでコンパクト化を図るとともに、トルク調整の必要のないトルクリミッタ及びトルクリミッタ付き回転体を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（手段の１）
上記の課題を解決するために、この発明のトルクリミッタは、環状のボス部を有するスリーブと、リング状の弾性体とからなり、上記スリーブに縮径方向の弾性を付与し、上記弾性体を該スリーブに嵌合して縮径させ、該スリーブに挿通した軸に対してラジアル力を発生させるように構成した。
【０００８】
上記構成によると、スリーブのラジアル力とスリーブの軸に対する摩擦力により所定のトルクが発生する。弾性部材の部品寸法を所定値に設定することにより、組立後にトルク調整を行わなくても、所定のトルク値を得ることができる。上記のスリーブの材料として、自己潤滑性樹脂を用いることにより、潤滑剤の飛び散りや漏れを防止するためのケース部材が不要になる。
【０００９】
なお、自己潤滑性樹脂の種類としては、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、含油プラスチック、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）及びフッ素樹脂を含んだポリマーアロイ、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）、液晶ポリマー樹脂（ＬＣＰ）、ポリフェニレンオキサイド樹脂（ＰＰＯ）を使用することができる。
【００１０】
上記の弾性体としては、軸方向のスリットにより周方向１か所で切り離された筒形ばねを用いることができ、さらに、その筒形ばねを複数重ね合わせたもの、コイルばね、弾性あるＣ形リング等を用いることができる。
【００１１】
（手段の２）
上記の課題を解決するために、この発明は、回転体の一端にトルクリミッタを付設し、該トルクリミッタを軸方向の複数のスリットで分割された分割スリーブの周りにばねを組み付けて構成し、該分割スリーブと軸との間で所要のトルクを発生させるようにしたトルクリミッタ付き回転体において、上記分割スリーブをその先端側が拡開された形状に成形し、これを上記ばねの緊縛力により所要径に縮径した構成を採用した。
【００１２】
上記の構成によると、スリットが従来よりも広い形態で成形されるため、金型のスリット成形部分を十分厚くとることができる。その結果、金型の欠損も生じ難くなる。
【００１３】
また、上記の分割スリーブを形成する各分割スリーブ片の先端部の幅を、上記コイルばねの緊縛力により所要径に縮径した際に相互に突き合って環部を形成する大きさに設定し、該分割スリーブ片の上記先端部以外の部分の幅をこれより小さな幅に設定した構成を採ることができる。この構成によると、分割スリーブをばねの緊縛力により縮径させた場合に、その先端部の開口内径は各分割スリーブ片相互により形成される環部の内径に限定される。このため。環部の内径と軸の外径との関係を、所定のトルクが得られ、かつ挿入が容易なように設計することができる。
【００１４】
また、上記回転体本体の内径面両端部に、所要数の軸受凸部を周方向に配列してラジアル軸受を形成し、各ラジアル軸受を形成する軸受凸部の位置の位相をずらせた構成を採用することができる。この構成によると、回転体内径面の両端部に軸受凸部が存在しても、軸方向への型抜きが可能となり、金型成形が可能となる。
【００１５】
上記のばねとしてコイルばねを用い、そのコイルばねの巻き数の端数を半回巻き未満に設定し、両端のフックを外径方向に屈曲形成した構成を採用することができる。このような巻き態様によると、両端のフック間に優弧と劣弧が存在するので、両フックを劣弧側に相対的に引き寄せるとコイルばねが拡径する。このため、軸の挿入が容易となる。この場合、巻き数の端数、即ち、劣弧の角度は２０度から４５度程度が望ましい。また、上記回転体本体のトルクリミッタ側端面に上記両フックの係合部を設け、そのうち一方の係合部に周方向への可撓性を付与した構成を採用すると、その可とう性係合部を前記の劣弧側にたわませることで、該コイルばねを容易に拡径させることができる。
【００１６】
なお、前記のばねとして、ばね性あるＣ形リングを用いることもできる。その数を変えることにより、緊縛力を調整することができる。
【００１７】
（手段の３）
前記の課題を解決するために、この発明は、回転体の一端にトルクリミッタを付設し、該トルクリミッタを軸方向の複数のスリットで分割された分割スリーブの周りにばねを組み付けて構成し、該分割スリーブと軸との間で所要のトルクを発生させるようにしたトルクリミッタ付き回転体において、上記分割スリーブが少なくとも２分割されたスリーブ片により形成され、各スリーブ片の軸方向長さに対する周方向長さの比率が０．９±０．１である構成を採用した。
【００１８】
なお、上記のばねを上記分割スリーブの回転体側に片寄った位置に組み付けた構成、上記分割スリーブのばね組み付け位置に、周方向の凹部を設けた構成、上記分割スリーブの軸方向長さを、軸径以上に形成した構成を採ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１及び図２に示した第１実施形態のトルクリミッタ付きローラは、ローラ部１と、トルクリミッタ部２の組み合わせからなり、軸３の外周に嵌合して使用される。
【００２０】
ローラ部１は、ローラ本体４の回りにゴムローラ５を嵌合したものであり、そのローラ本体４の一端面にトルクリミッタ部２との係合凹部６、６が設けられる。このローラ部１は軸３に対して回転自在に嵌合される。
【００２１】
トルクリミッタ部２は、上記のローラ本体４の一端面に突き当てられる環状のボス部７と、その片面に同軸状に設けられたスリーブ８、及びそのスリーブ８の外径面に嵌合されるリング状の弾性体９とからなる。上記のボス部７は、スリーブ８と反対側の面に一対の係合凸部１１、１１が設けられ、前述の係合凹部６、６に係合されることで回転方向に結合され、また軸３上で同芯状態に結合される。
【００２２】
上記のスリーブ８には、周方向に一定間隔で、かつ先端部で開放されたスリット１２が設けられ、そのスリット１２により、複数の短冊状のスリーブ片１３に分割される。各スリーブ片１３の先端には、外方に立ち上がった抜止め突起１４が設けられる。上記のボス部７と、分割スリーブ片１３の集合により形成されるスリーブ８は、合成樹脂の一体成形品であり、スリーブ８は半径方向への収縮弾性を有する。弾性体９はそのスリーブ８の外径面に嵌合され、抜止め突起１４により抜止めが図られる。
【００２３】
上記の弾性体９は、合成樹脂又は金属でなり、軸方向のスリット１５により周方向の１か所が切り離された筒形ばねにより形成される。その内径は、スリーブ８の外径より若干小さく形成され、これにより、スリーブ８にラジアル力を付与する。
【００２４】
上記のように組み合わされたローラ部１とトルクリミッタ部２は、前述のように、軸３の周りに挿通され、その両端部においてＥ形の止め輪１６、１６により軸方向の位置決めがなされる。
【００２５】
上記の構成でなる第１実施形態のトルクリミッタ付きローラは、パーソナルプリンタ等の小型プリンタに用いられ、ローラ部１に作用する負荷が一定以下の場合は、ローラ部１とトルクリミッタ部２は、トルクリミッタ部２における軸３に対する所定のトルクにより一体に回転するが、負荷が所定のトルク値を越えるとトルクリミッタ部２が軸３に対して空転するため、これと結合されたローラ部１も軸３に対して空転し、トルクの伝達が遮断される。
【００２６】
上記のトルクリミッタにおいては、弾性体９の部品寸法を一定に設定しておくことにより、スリーブ８のラジルアル力が一定となり、従って、トルク値も一定となる。このため、組立後にトルク調整を行う必要がない。
【００２７】
また、スリーブ８を構成する合成樹脂として、自己潤滑性のある材料を用いることにより、潤滑剤が不要となり、その潤滑剤の飛び散り、漏れ等を防止するケース部材は不要である。
【００２８】
なお、弾性体９としては、軸方向のスリット１５により周方向の１か所が切り離された単一の筒形ばねでなるものを示しているが、これ以外に、図４（ａ）に示したように、同様の筒形ばねを多層に重ねたもの、また、図４（ｂ）に示したようなコイルばねでなるものを用いることができる。これらによると、一層高トルクを発生させることができる。この弾性体９の変形例の点は以下の実施形態においても同じである。
【００２９】
次に、図５及び図６に示した第２実施形態のトルクリミッタ付き回転体は、ローラ部１とトルクリミッタ部２とを一体化したのである。即ち、ローラ本体４の一端部に、スリーブ８を同芯状態に一体成形したものである。言い換えれば、前述のトルクリミッタ部２のボス部７を、ローラ本体４の端面に一体化した構成である。その他の構成及び作用は、前述の第１実施形態の場合と同じである。
【００３０】
図７及び図８に示した第３実施形態のトルクリミッタ付き回転体は、ローラ部１とトルクリミッタ部２とを一体化した点で、上記の第２実施形態の場合と同じである。相違する点は、位置決め用の止め輪１６、１６を省略し、スリーブ８を構成する各スリーブ片１３の先端部内周面に位置決め用爪１７を設けた点である。この位置決め用爪１７を軸３の係止溝１８に係止することにより、軸３に対する位置を定める。
【００３１】
図９及び図１０に示した第４実施形態の場合は、ローラ本体４のスリーブ８側と反対側の面において、軸穴１９の回りに腕２０を軸方向に突き出して設け、その先端部内面に位置決め用爪１７を設け、軸３の係止溝１８に係止したものである。その他は、前記の第３実施形態の場合と同じである。
【００３２】
以上述べた各実施形態のトルクリミッタ付き回転体は、小型化・ユニット化の要請に応えられるものであるが、未だ次のような問題がある。即ち、上記のローラ本体４と分割されたスリーブ８は樹脂により金型成形されるが、その金型のスリーブ８の成形部分に所要数のスリット１２を成形する部分を設ける必要がある。上記のスリット１２の成形部分は、その両側のキャビティに挟まれた薄い部分であるため、成形時に欠損等の不具合が発生し、金型の短寿命化の原因となる。
【００３３】
この問題を解消するためには、スリット１２の幅を大きく設定すればよいということになる。しかし、スリット１２の幅を大きくすると、図１１に示すように、スリーブ８の周りに弾性体９（コイルばね）を組み込んだ際、その緊縛力によりスリーブ８の先端部が縮径し（内径φＡ参照）、軸２１の外径φＢより小さくなる。このため、軸２１をスリーブ８側から挿入することが困難となる。
【００３４】
また、大きいトルクを発生させるために、ばね力の強い弾性体９を用いた場合、スリーブ８に軸２１を挿入する際に弾性体９を拡径させることが困難となるため、この場合も軸２１の挿入が困難となる。
【００３５】
また、回転体２２がゴムローラである場合、軸方向に長い形状であるため、軸２１が通る穴径も長くなる。このため、穴径公差の寸法を穴全長で保つ必要があって金型成形が難しく、金型修正のために金型製作時間や費用がかかってしまうことになる。
【００３６】
以下説明する第５実施形態は、上記の問題を解決したものである。即ち、図１２から図１４に示した第５実施形態はトルクリミッタ付きゴムローラに関し、ゴムローラ３１の一端にトルクリミッタ３２を一体に付設したものである。ゴムローラ３１は、外径面両端部につば３３、３４を有するスリーブ状のローラ本体３５の外径面にゴムスリーブ３６を被覆している。また、ローラ本体３５の内径面の両端部にラジアル軸受３７、３８が設けられる。一方のラジアル軸受３７は、図１２に示すように、幅ａの軸受凸部３９を間隔ａ’をもって周方向に所要数一定ピッチで配列したものである。また、他方のラジアル軸受３８は、幅ｂの軸受凸部４１を間隔ｂ’をもって周方向に所要数一定ピッチで配列したものである。なお、図示の場合、ａ＜ｂ、ａ’＞ｂ’の関係に設定されている。
【００３７】
前記の間隔ａ’は、幅ｂの軸受凸部４１がすき間無く嵌る大きさであり、また間隔ｂ’は幅ａの軸受凸部３９がすき間無く嵌る大きさである。両方の軸受凸部３９、４１の周方向の位置関係は、１ピッチだけ周方向に位相がずれた関係にある。このような位置関係に設定することにより、アンダーカットになることが避けられるので、ローラ本体３５内径面の金型成形が可能となる。
【００３８】
上記のラジアル軸受３８を形成する各軸受凸部４１は、その幅ｂと間隔ｂ’を保ったまま軸方向に延出され、その幅の部分が分割スリーブ片４２となり、また、間隔ｂ’の部分がスリット４３となる。これらの分割スリーブ片４２とスリット４３とにより分割スリーブ４４が形成される。各分割スリーブ片４２の先端部の幅は、両側の傾斜段部４５、４５の部分で広がっており、後述のように、分割スリーブ４４の外径面にコイルばね４６を組み付けた際に、各分割スリーブ片４２の両側辺相互が突き合い、全体として環部４７が形成される。
【００３９】
上記の環部４７の内径面は、外方に拡径する向きのテーパが付いており、軸４８を挿入する際の案内となる。また、環部４７の外径面にコイルばね４６の抜け止め用の突条４９が設けられる。この突条４９の外面にもテーパが付けられ、コイルばね４６の組み込み時の案内となる。
【００４０】
上記の分割スリーブ４４の成形時の形状は、図１４に示すように、先端側が拡開するように、各分割スリーブ片４２が外方に開いている。その結果、スリット４３の部分も広がり、先端部も分離状態にある。このため、これを成形する成形金型のスリット４３の成形部分の厚みが大きくなり、金型欠損の恐れが解消される。
【００４１】
前記のコイルばね４６は、角型ばね線を巻いたものであり（ただし、丸型ばね線でも使用可能である。）、その両端部のフック５１、５２をそれぞれ外径向き（径方向外向き）に屈曲形成している。その巻きの端数ｘ（図１３（ｂ）参照）は、ゼロを超え半周未満の範囲内で適宜設定されるが、図示の場合、四分の一周に設定している。このような端数ｘを設けることにより、両方のフック５１、５２の間に劣弧Ｌ1 （＝端数ｘ）と優弧Ｌ2 が形成され、その劣弧Ｌ1 が小さくなる方向にフック５１、５２が接近するように力を加えると、コイルばね４６が弾性的に拡径される。
【００４２】
上記のコイルばね４６を前記の分割スリーブ４４の外径面に組み付けてこれを縮径させ、前述のように、各分割スリーブ片４２の先端相互を周方向に突き合わせて環部４７を形成する。コイルばね４６のつば３４側のフック５１は、そのつば３４の外端面に設けられた扇形の突起５３に係合され（図１３（ａ）参照）、また、他方のフック５２は、同じくつば３４の外端面に突設されたピン状の突起５４に係合される。
【００４３】
上記のように、コイルばね４６を分割スリーブ４４の周りに組み付け、その緊縛力により分割スリーブ４４を縮径した図１２、図１３の状態で、環部４７の先端部内径φＡ、軸４８の外径φＢ、分割スリーブ４４の内径φＣとの関係は、φＢ＜φＡ＞φＣの関係にある。このため、軸４８の先端部を環部４７に挿入することは容易であり、また、φＢとφＣとの差分が軸４８に対する閉め代となる。この閉め代分だけ拡径させつつ軸４８を挿入することになるが、その挿入が困難な場合は、コイルばね４６の両方のフック５１、５２を劣弧Ｌ1 側に接近するように外力を加えて分割スリーブ４４を拡径させ、緊縛力を弱める。
【００４４】
この場合、フック５１、５２に直接外力を加えてもよいが、図示のピン状の突起５４に可撓性を付与しておくことにより、これを指先で他方のフック５１側に押すことにより、フック５２をフック５１側に移動させ、コイルばね４６を拡径させることができる。
【００４５】
このようにして挿入された軸４８は、ローラ本体３５内径面の２箇所のラジアル軸受３７、３８において回転自在に支持される。
【００４６】
以上の第５実施形態は、分割スリーブ４４の部分の緊縛手段として、コイルばね４６を用いた例を示しているが、コイルばね４６に代えて、図１５、図１６の変形例に示すように、所要数のばね性のあるＣ形リング５５を用いてもよい。その数を適宜変えることで、緊縛力を細かく段階的に調整することができる。また、図１６に示すように、Ｃ形リング５５の切欠き幅Ｘをその線径Ｙより小さく設定しておけば、Ｃ形リング５５の相互が絡みにくい利点がある。なお、この場合は、前述の突起５３、５４は不要であること以外、その他の構成は前述の場合と同じである。
【００４７】
第５実施形態のトルクリミッタ付きゴムローラは、以上のようなものであり、軸４８とゴムローラ３１間のトルクは、分割スリーブ４４を縮径させるコイルばね４６又はＣ形リング５５の緊縛力により決定され、ゴムローラ３１側に加えられる負荷がそのトルク値を上回ると、空転を生じトルクの伝達が遮断される。
【００４８】
なお、以上の第５実施態様は、ゴムローラに適用される場合について述べたが、この発明は、これ以外の各種の回転体に適用することができる。
【００４９】
次に、図１７及び図１８に示した第６実施形態は前述の第１実施形態（図１から図４参照）と、また図１９及び図２０に示した第７実施形態は前述の第２実施形態（図５及び図６参照）と基本的構造において共通しているので、同一部分には同一符号を付して示すにとどめ、主として異なる構造について説明する。
【００５０】
これらの第６実施形態と第７実施形態の場合は、いずれも分割スリーブ８が３分割されている点、弾性体９として３個のＣ形リング５５を用いる点、分割スリーブ８の付け根（第６実施形態の場合はボス部７、第７実施形態の場合はローラ本体４側の端部）に周方向の凹部５６が設けられ、その凹部５６に各Ｃ形リング５５が所定の緊縛力をもって装着される点において共通している。分割スリーブ８を３分割した理由、Ｃ形リング５５を分割スリーブ８の付け根部に装着した理由、その装着部分に凹部５６を設けた理由等について次に説明する。
【００５１】
（１）分割スリーブ８を３分割した理由：
前述の第１から第５実施形態の場合は、分割スリーブ８を６分割している。同じ軸径に適用される場合について、６分割の場合と３分割の場合を対比して図２１（ａ）（ｂ）に示す。スリット１２が一定であるとすると、各分割スリーブ片１３の幅（即ち、周方向長さ）ａとｂの関係は、当然ａ＜ｂである。
【００５２】
分割スリーブ片１３の周方向長さの差によるトルク変動の大きさを、軸径６φの場合について実験した結果を図２２（６分割の場合）と図２３（３分割の場合）に示す。これらの実験結果に基づいて考察する。
【００５３】
分割スリーブ片１３の周方向長さが相対的に短い図２２（ａ）（ｂ）の場合は、周方向の剛性が低くなるため、トルクリミッタが軸に対して相対回転してトルクを発生する際、分割スリーブ８に軸回転による周方向の撓みを生じる。これにより、軸に対し分割スリーブ８の姿勢が相対回転の前後で変化を起こし、軸と分割スリーブ８間の緊縛力ひいては摩擦力が変化して発生トルクが大きく変化する（図２２（ｃ）のトルク変化Ａ参照）。この場合、各分割スリーブ片１３の周方向長さａは２．５ｍｍであり、また、軸方向長さｃは８．５ｍｍである。ａ／ｃは０．２９である。
【００５４】
これに対して、分割スリーブ片１３の周方向長さが相対的に長い図２３（ａ）（ｂ）の場合は、周方向の剛性が高くなるので、分割スリーブ８が軸に対して相対回転しても形状が安定し、軸に対する接触が安定する。そのためトルク変化も小さくなる（図２３（ｃ）のトルク変化Ｂ参照）。この場合、各分割スリーブ片１３の周方向長さｂは５．２ｍｍであり、また、軸方向長さｄは５．７ｍｍである。ｂ／ｄは０．９１２である。この比率は０．９±０．１の範囲で同等の効果が発揮されると考えられる。
【００５５】
このように、分割スリーブ８の各分割スリーブ片１３の形状において、その軸方向長さに対する周方向長さの比を０．９±０．１とすることで、分割スリーブ片１３の軸方向長さに対し周方向長さを十分に取れるため、回転方向に対しての剛性を発揮することができる。
【００５６】
（２）Ｃ形リングを分割スリーブの付け根部に装着した理由：
Ｃ形ばね５５等のばねを分割スリーブ８の付け根から離れた位置に装着すると（図２４（ａ）（ｂ）参照）、トルクリミッタが軸に対して相対回転したときに、分割スリーブ８には軸に対する緊縛力以外に、モーメント荷重が発生し易くなり、分割スリーブ８に撓みが発生する原因となる。このため、軸に対する分割スリーブ８の姿勢が相対回転の前後において変化を起こし、軸と分割スリーブ８間の緊縛力、ひいては摩擦力が変化し、発生トルクの相対的に大きな変化Ｃが発生する（図２４（ｃ）参照）。これに対して、Ｃ形ばね等のばね５５を分割スリーブ８の付け根部に装着すると（図２５（ａ）（ｂ）参照）、分割スリーブ８にモーメント力の発生を抑えることができ、発生トルクの変化Ｄ（図２５（ｃ）参照）が相対的に小さくなる。
【００５７】
（３）Ｃ形リングの装着部分に凹部を設けた理由：
Ｃ形リングの装着部分、即ち分割スリーブの付け根部に凹部５６を設けることにより、Ｃ形ばね等のばね５５の位置決めと、その抜け対策とすることができる。
【００５８】
（４）その他：
前記のように、分割スリーブ片１３の周方向長さを相対的に大きくすることにより、周方向の剛性を上げる一方、各分割スリーブ片１３のラジアル方向の撓みをよくことでＣ形ばね５５の分割スリーブ８への組込み性を良好にすることができる。
【００５９】
【発明の効果】
この発明のトルクリミッタ及びトルクリミッタ付き回転体は、以下の効果を発揮する。
（１）収縮弾性を有するスリーブに弾性体を嵌合することによりトルクを発生させるようにしたものであるから、弾性体の部品寸法を所定値に設定することによりトルク値が定まる。このため、組立後のトルク値の調整作業が不要となり、トルクリミッタ付き回転体の製作が容易となる。また、従来のような内部部材や外部部材が不要であるので、トルクリミッタの外径のコンパクト化を図ることができる。
（２）上記のスリーブや回転体自体に位置決め部を設けることにより、別部品としての位置決め用止め輪やピンが不要になり、この点からもコンパクト化を図ることができる。
（３）トルク値を増大させる場合は、弾性体を半径方向に重ねるだけでよく、軸方向の寸法に影響を受けない点でも、コンパクト化を図ることができる。
（４）分割スリーブ部分を先端側が拡径された形状となるように成形することにより、スリットの間隔が広くなるため、金型の製作が容易となり、また、金型の欠損を防ぎ、その寿命を長く維持することができる。
（５）分割スリーブの外径面に緊縛力のあるばねを組み付けても、先端部の環部が一定以上の縮径を規制するので、軸を容易に挿入することができる。
（６）回転体本体の内径面の両端部にラジアル軸受を設けたので、内径の寸法精度はこの部分のみに限定され、従って、製作が容易となる。また、両側の軸受凸部の位置の位相をずらせたことにより、アンダーカット部分が無くなり金型成形が可能となった。
（７）分割スリーブの緊縛手段として、コイルばねを用いた場合、その巻き数の端数を半巻き以下、望ましくは２０度〜４５度程度に設定することにより、両端のフックを接近する方向に相対移動させてコイルばねを拡径させることが容易にできる。特に、一方のフックを係止するピン状突起に可撓性を持たせることにより、その突起を他方のフック側に押すだけでコイルばねを拡径させることができる。
（８）分割スリーブの緊縛手段としてＣ形リングを用いた場合、コイルばねに比べて拡径しやすいので軸の挿入作業が容易になる。また、コイルばねの場合は、その両端部のフックの取付け位置を係止溝に合わす必要があり取付け作業が不便である。さらに、Ｃ形リングはコイルばねのフックに相当するものが不要であるため、コンパクトである。
（９）分割スリーブ片の周方向長さを相対的に大きくすることにより、その剛性を上げることができ、分割スリーブが軸に対して相対回転しても形状を安定させることができ、安定したトルクを発生させることができる。
（１０）Ｃ形リング等の弾性体を分割スリーブの付け根部に装着することにより、分割スリーブにモーメント力が発生することを抑えることができ、軸と分割スリーブの接触の安定化により発生トルクが安定する。
（１１）分割スリーブの外径面にＣ形リング等の弾性体を装着する凹部を設けることにより、弾性体の位置決めと抜け防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の分解斜視図
【図２】同上の断面図
【図３】図２のIII −III 線の断面図
【図４】（ａ）同上の弾性体の変形例の斜視図
（ｂ）同上の弾性体の他の変形例の斜視図
【図５】第２実施形態の断面図
【図６】同上の一部を示す斜視図
【図７】第３実施形態の断面図
【図８】同上の一部を示す斜視図
【図９】第４実施形態の断面図
【図１０】同上の一部を示す斜視図
【図１１】問題点の説明用の断面図
【図１２】第５実施形態の断面図
【図１３】（ａ）同上の斜視図
（ｂ）同上のコイルばねの正面図
【図１４】同上の一部を断面で示す分解斜視図
【図１５】同上の変形例の一部を示す断面図
【図１６】同上の一部を示す分解斜視図
【図１７】第６実施形態の断面図
【図１８】同上の分解斜視図
【図１９】第７実施形態の断面図
【図２０】同上の分解斜視図
【図２１】（ａ）（ｂ）分割スリーブの比較のための断面図
【図２２】（ａ）実験対象物の一部側面図
（ｂ）同上の正面図
（ｃ）実験結果のグラフ
【図２３】（ａ）実験対象物の一部側面図
（ｂ）同上の正面図
（ｃ）実験結果のグラフ
【図２４】（ａ）実験対象物の一部側面図
（ｂ）同上の正面図
（ｃ）実験結果のグラフ
【図２５】（ａ）実験対象物の一部側面図
（ｂ）同上の正面図
（ｃ）実験結果のグラフ
【符号の説明】
１ ローラ部
２ トルクリミッタ部
３ 軸
４ ローラ本体
５ ゴムローラ
６ 係合凹部
７ ボス部
８ スリーブ
９ 弾性体
１１ 係合凹部
１２ スリット
１３ 分割スリーブ片
１４ 抜止め突起
１５ スリット
１６ 止め輪
１７ 位置決め用爪
１８ 係止溝
１９ 軸穴
２０ 腕
２１ 軸
３１ ゴムローラ
３２ トルクリミッタ
３３ つば
３４ つば
３５ ローラ本体
３６ ゴムスリーブ
３７ ラジアル軸受
３８ ラジアル軸受
３９ 軸受凸部
４１ 軸受凸部
４２ 分割スリーブ片
４３ スリット
４４ 分割スリーブ
４５ 傾斜段部
４６ コイルばね
４７ 環部
４８ 軸
４９ 突条
５１ フック
５２ フック
５３ 突起
５４ 突起
５５ Ｃ形リング
５６ 凹部
Claims (5)
- 回転体の一端にトルクリミッタを付設し、該トルクリミッタを軸方向の複数のスリットで分割された分割スリーブの周りにばねを組み付けて構成し、上記分割スリーブをその先端側が拡開された形状に成形し、これを上記ばねの緊縛力により所要径に縮径することにより該分割スリーブと軸との間で所要のトルクを発生させるようにしたトルクリミッタ付き回転体において、上記分割スリーブを形成する各分割スリーブ片の先端部の幅を、上記ばねの緊縛力により所要径に縮径した際に相互に突き合って環部を形成する大きさに設定し、該分割スリーブ片の上記先端部以外の部分の幅をこれより小さな幅に設定したことを特徴とするトルクリミッタ付き回転体。
- 上記回転体の内径面両端部に、所要数の軸受凸部を周方向に配列してラジアル軸受を形成し、各ラジアル軸受を形成する軸受凸部の位置の位相をずらせたことを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッタ付き回転体。
- 上記ばねとしてコイルばねを用い、その巻き数の端数を半回巻き未満に設定し、両端のフックを外径方向に屈曲形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のトルクリミッタ付き回転体。
- 上記回転体のトルクリミッタ側端面に上記両フックの係合部を設け、そのうち一方の係合部に周方向への可撓性を付与したことを特徴とする請求項３に記載のトルクリミッタ付き回転体。
- 上記ばねとして、ばね性あるＣ形リングを用いたことを特徴とする請求項１又は２に記載のトルクリミッタ付き回転体。
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