JP6355596B2 - トルクリミッタ - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D43/00—Automatic clutches
- F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
- F16D43/20—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
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Description
一方、用紙群から給紙装置に用紙が上下に重層された状態で給紙される場合においては、図5(b)に示すとおり、重層された用紙P1及びP2は重層状態のまま駆動ローラーKRの摩擦力によって給紙装置Sに給紙され、上側の用紙P1の上面には駆動ローラーKRが密接されると共に下側の用紙P2の下面には従動ローラーJRが密接される。そして、反時計方向に回転する駆動ローラーKRと上側の用紙P1との摩擦力によって上側の用紙P1は駆動ローラーKRの回転方向に送り出されようとする。しかしながら、上側の用紙P1と下側の用紙P2とは上記摩擦力に比べて小さい微小相互吸着力によって吸着しているにすぎず、上側の用紙P1に上記摩擦力が付加されると上側の用紙P1は下側の用紙P2から剥離され、上側の用紙P1と下側の用紙P2との間には滑りが生じる。そのため、従動ローラーJRには下側の用紙P2を介して所定値以下の比較的小さい回転トルクが付加されることとなる。かかる場合にあっては、従動ローラーJRはトルクリミッタTLによってその回転がロックされる。従動ローラーJRがロックすると、プリンタや複写機は運転を休止すると共に使用者に用紙が重層状態であることを報知し、重層した用紙の除去を促す。
摩擦式のトルクリミッタは、軸状の内輪Nと、この内輪Nの外周面に一部が接触して装着され、摩擦力を付与するコイルばねBと、このコイルばねBが装着された上記内輪Nが挿入される筒状の外輪Gとを備えている。内輪Nは円筒形状であって、その外径は、自由状態(ばねに力が作用していない状態)におけるコイルばねBの接触部の径(図6の右側部分の径)よりも大きい。コイルばねBは、線材を巻回して形成され、その中心軸方向の先端には中心軸方向に延びる係合部K1が形成されていると共に、外輪Gの内側にはこの係合部K1と係合する被係合部K2が形成されている。なお、図6のコイルばねBには、内輪Nと接触しない大径部(図6の左側部分)が設けられているが、この部分は、トルクリミッタの基本的な機能には影響しない。
空転トルクを充分に大きくするために、複数個のコイルばねBを内輪Nと外輪Gとの間に装着することも考えられるが、この場合にはトルクリミッタの製造及び組み立て作業の効率が悪化すると共に、トルクリミッタが大型化してしまう。
本発明は、コイルばねを有する摩擦式のトルクリミッタにおける、このような問題点を解決することを課題とする。
「軸状の内輪と、前記内輪の外周面に接触して装着され、線材を巻回して形成されるコイルばねと、前記コイルばねの装着された前記内輪が挿入される筒状の外輪とを備え、
前記内輪と前記外輪とは共通の中心軸を有し、前記コイルばねは、潤滑剤が塗布されて前記外輪に相対回転不能に係合されており、
前記内輪と前記外輪とを相対的に回転させる前記中心軸周りの回転トルクが付加されたときは、前記回転トルクが所定値より大きい場合に、前記コイルばねと前記内輪との間の摩擦力に打ち勝って前記外輪と前記内輪とが相対的に回転するトルクリミッタであって、
前記内輪は、前記コイルばねが装着される大径部と、前記大径部の先端側に形成された小径部と、前記大径部及び前記小径部の中間に形成されたテーパー部とを有しており、
前記大径部の径は、自由状態の前記コイルばねの内径よりも大きいと共に、前記小径部の径は、自由状態の前記コイルばねの内径よりも小さく、且つ、前記テーパー部は、その径が前記大径部の径から前記小径部の径まで徐々に減少するよう設定され、さらに、
前記コイルばねは、巻回された線材の接線方向に延びて前記外輪と係合する係合部を備え、前記係合部が線材をコの字形状に屈曲して形成されると共に、前記係合部の軸方向の両側に線材が巻回されており、前記両側の線材は、軸方向の一方から見て反対方向に巻回されている」
ことを特徴とするトルクリミッタとなっている。
また、本発明のトルクリミッタでは、外輪と内輪とを相対的に回転させるトルクは、コイルばねの係合部から、両側に巻回された線材にそれぞれ均等に作用する。そのため、ばねの係合部付近においても、巻回された線材に確実に摩擦力が作用し、トルクリミッタとして安定した性能を発揮させることができる。これに対し、係合部の片側のみで内輪と接触させるコイルばねでは、係合部から離れた線材は内輪と接触するものの、係合部付近では、相対的な回転トルクによって内輪と線材が離れる現象が生じる。
そして、コイルばねの係合部は、外輪と係合する関係上、線材が巻回される部分の巻回円よりも径方向の外方に延びる必要がある。線材に巻回などの加工を施して製造するコイルばねにおいて、係合部を、線材が巻回されたことにより形成された円の接線方向に延びるようにして形成することで、その部分の加工が容易となる。
小径部22の先端部には、後述する外輪3に形成される内向き突起部が嵌まり込む段付き溝部24が形成されている。段付き溝部24は小径部22の外周面に全周に亘り形成される。大径部21の後端には円環形状の鍔部25が形成され、鍔部25の後端面には、円柱形状の外周の一部が切り欠かれた連結部26が形成されている。
そして、後方部31の周方向における所定角度位置には、後方部31の後端から軸方向中間位置より幾分前方の位置まで直線状に延在するスリット33が設けられており、図3の右側面図から分かるとおり、このスリット33は、後方部31の内側面から外側面まで垂直方向に形成されている。
トルクリミッタ1の組み立て時には、予めコイルばね4が装着された内輪2を外輪3の後端側(第1の空洞部311側)から挿入する。挿入の際は、コイルばね4の係合部41と外輪3のスリット33との周方向位置を整合させて行い、組み立て後には、図1に示すとおり、コイルばね4の係合部41がスリット33の端部に突き当たるとともに、内輪2の段付き溝部24に外輪3の内向き突起部315が嵌め込まれる。組み立て時には、コイルばね4にグリースなどの潤滑剤を塗布することが好ましい。
内輪2と外輪3とを相対的に回転させる中心軸oの軸周りに所定値よりも大きい回転トルク、つまり空転トルクが、コイルばね4の内輪2への巻き付けを緩める方向に付加されると、コイルばね4の締付力によるコイルばね4と内輪2との間の摩擦力に打ち勝ち、外輪3と内輪2とが相対的に回転する。一方、空転トルク以下であれば、内輪2とコイルばね4との間の摩擦力により、相対的な回転は生じない。
本発明のトルクリミッタ1では、コイルばね4の係合部41の両側に反対方向に同一数巻回した線材が備えられており、コイルばね4の締付力が内輪2に及ぼす摩擦力は、両側に巻回された線材の摩擦力を合計したものとなる。そのため、従来の摩擦式トルクリミッタのように、係合部の片側に線材を巻回したものと比較すると、コイルばね4の締付力が同一の場合であっても、ほぼ2倍の空転トルクを得ることができる。また、外輪3と内輪2とを相対的に回転させるトルクは、コイルばね4の係合部41から両側に巻回された線材にそれぞれ均等に作用するため、係合部41付近においても巻回された線材に確実に摩擦力が作用し、トルクリミッタとして安定した性能を発揮できる。
2:内輪
3:外輪
33:スリット
4:コイルばね
41:係合部
Claims (2)
- 軸状の内輪と、前記内輪の外周面に接触して装着され、線材を巻回して形成されるコイルばねと、前記コイルばねの装着された前記内輪が挿入される筒状の外輪とを備え、
前記内輪と前記外輪とは共通の中心軸を有し、前記コイルばねは、潤滑剤が塗布されて前記外輪に相対回転不能に係合されており、
前記内輪と前記外輪とを相対的に回転させる前記中心軸周りの回転トルクが付加されたときは、前記回転トルクが所定値より大きい場合に、前記コイルばねと前記内輪との間の摩擦力に打ち勝って前記外輪と前記内輪とが相対的に回転するトルクリミッタであって、
前記内輪は、前記コイルばねが装着される大径部と、前記大径部の先端側に形成された小径部と、前記大径部及び前記小径部の中間に形成されたテーパー部とを有しており、
前記大径部の径は、自由状態の前記コイルばねの内径よりも大きいと共に、前記小径部の径は、自由状態の前記コイルばねの内径よりも小さく、且つ、前記テーパー部は、その径が前記大径部の径から前記小径部の径まで徐々に減少するよう設定され、さらに、
前記コイルばねは、巻回された線材の接線方向に延びて前記外輪と係合する係合部を備え、前記係合部が線材をコの字形状に屈曲して形成されると共に、前記係合部の軸方向の両側に線材が巻回されており、前記両側の線材は、軸方向の一方から見て反対方向に巻回されている、ことを特徴とするトルクリミッタ。 - 前記コイルばねは、前記係合部の両側で同一数巻回されている、請求項1に記載のトルクリミッタ。
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