JPH0988997A - 一方向空転型トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のばね式トルクリミッタが、トルクリミ
ッタとして作用をする場合と反対方向に回転した場合
に、コイルばねのセルフロック作用によりロック状態と
なり回転が不可能であることにかんがみ、簡単なクラッ
チ機構を組合わせて、空転できるようにすることであ
る。 【解決手段】 外輪２１と内側内輪部材２２との間にト
ルクリミッタ用コイルばね２５を介在し、上記内側内輪
部材２２と同一軸心状態に外側内輪部材２３を配置し、
両方の内輪部材２２、２３相互間に前記コイルばね２５
と巻き方向反対のクラッチ用コイルばね２６を装着し、
該クラッチ用コイルばね２６の一端を外側内輪部材２３
に強い緊縛力で巻き付け、トルクリミッタ用コイルばね
２５が内側内輪部材２２にセルフロック作用を生じて内
側内輪部材２２が回転したときに、クラッチ用コイルば
ね２６が拡径されて、内側内輪部材２２と外側内輪部材
２３との間で空転するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ファックス、複
写機等の記録紙の給紙又は搬送機構に用いられるトルク
リミッタ、特に、一方向空転型トルクリミッタに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ファックス、複写機等の事務機に用いら
れる一方向空転型トルクリミッタは、特開平５−８７１
５４号公報、実開昭６−２５６２６号公報等で従来公知
である。このトルクリミッタは、図３（ａ）（ｂ）に示
すように、軸１のまわりに巻付けたコイルばね２の一端
のフック３を内輪４に係合している。軸１がコイルばね
２の巻き方向（矢印Ａ）に回転した場合は、コイルばね
２が縮径してトルクを伝達するが、逆方向に回転した場
合は拡径して空転するものであり、ばね式一方向クラッ
チを構成している。

【０００３】また、上記の内輪４と外輪５との間にロー
ラ式トルクリミッタ６が設けられ、内輪４が一定方向
（矢印Ｂ）に回転した場合、負荷トルクが一定以上にな
るとローラ７がばね１０の弾力に打勝ってくさび空所８
から外れるので、設定値以上のトルクの伝達を遮断す
る。

【０００４】また、軸１が前記と逆方向に回転すると上
記のばね式一方向クラッチの作用により軸１が空転す
る。

【０００５】また、従来からばね式トルクリミッタとし
て、図４に示すごときものが知られている。このトルク
リミッタは、コイルばね９が小径部１１と大径部１２を
有し、小径部１１が内輪１３のまわりに所定の緊縛力で
巻付けられる。該コイルばね９の小径部１１側のフック
１４は外輪１５の端壁に係合され、大径側１２のフック
１６は、外輪１５に大きな摩擦力をもって嵌合された押
さえ蓋１７に係合される。

【０００６】上記外輪１５の突起１８及び内輪１３の切
欠き１９にそれぞれトルク伝達のための外部部材が連結
される。なお上記コイルばね９は、この場合左巻きであ
る。

【０００７】いま、中心軸線Ｘ上の基準視点Ａから見
て、外輪１５に左回転のトルクが加えられると、コイル
ばね９の一方のフック１４と小径部１１との間で拡径方
向の力が作用して小径部１１の緊縛力が減少し、負荷ト
ルクが一定以上に大きくなると内輪１３とコイルばね９
との間ですべりが生じて設定値以上のトルクの伝達を遮
断し、トルクリミッタとしての作用を行う。

【０００８】前記とは逆に、外輪１５に右回転のトルク
が加えられると、コイルばね９が縮径してセルフロック
作用が働き、外輪１５と内輪１３はコイルばね９を介し
て一体化したロック状態となる。このため、回転不可能
となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図３（ａ）（ｂ）に示
した従来の一方向空転型トルクリミッタは、ローラ式ト
ルクリミッタ部分の構造が複雑であるため、製品コスト
が高くなる。またばね式一方向クラッチの部分は、ばね
２のフック３に曲げ力を与えてトルクを伝達する機構に
なっているので、大きなトルクが伝達できない欠点があ
る。

【００１０】一方、図４に示したばね式トルクリミッタ
は、外輪１５にコイルばね９の巻き方向と反対方向（図
示の場合は右回転）のトルクが加えられるとロック状態
となる欠点がある。

【００１１】そこで、この発明はトルクリミッタとして
の構造が比較的簡単なばね式トルクリミッタを採用し、
これに簡単な構造の一方向クラッチ機構を組合わせるこ
とにより安価な一方向空転型トルクリミッタを提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、外輪に対して同軸状態に位置
決めして内輪を挿入し、上記内輪の外周面にトルクリミ
ッタ用コイルばねを所定の緊縛力で巻付け、そのコイル
ばねの両端を上記外輪又は該外輪と一体に回転する部材
に係合したトルクリミッタにおいて、上記内輪を同軸上
に配置された内側内輪部材と外側内輪部材とにより形成
し、上記内側内輪部材に前記トルクリミッタ用コイルば
ねを所定の緊縛力で巻付け、上記内側内輪部材に所定の
緊縛力でクラッチ用コイルばねを巻付け、そのクラッチ
用コイルばねの一端を上記外側内輪部材に固定し、上記
クラッチ用コイルばねの巻き方向を前記トルクリミッタ
用コイルばねの巻き方向と反対向きに設定した構成とし
たものである。

【００１３】なお、上記外側内輪部材に上記クラッチ用
コイルばねの一端を、内側内輪部材に対する緊縛力より
強い緊縛力で巻付けることにより、実質的に固定した構
成をとることができる。

【００１４】

【作用】以下の説明において、内輪及び外輪の回転方向
は、これらの軸心上に定めた一つの基準視点から見た方
向をいう。

【００１５】いま、前記外輪にトルクリミッタ用コイル
ばねの巻き方向（仮りに左巻きとする）と同方向のトル
ク（左回転）を加えた場合、内側内輪部材は同方向に回
転する（左回転）。クラッチ用コイルばねの巻き方向は
前記トルクリミッタ用コイルばねと反対方向（即ち、右
巻き）に巻かれているので、クラッチ用コイルばねに縮
径方向の力が作用する。即ち、セルフロック作用が働
く。このため、内側内輪部材と外側内輪部材は一つの内
輪として一体に回転してトルクを伝達する。そして負荷
トルクが一定以上に大きくなると、トルクリミッタ用コ
イルばねと内側内輪部材との間で滑りが生じ、設定値以
上のトルクの伝達を遮断する。

【００１６】一方、外輪に前記とは逆方向のトルク（右
回転）が加えられた場合は、トルクリミッタ用コイルば
ねのセルフロック作用により、内側内輪部材が同方向に
回転する（右回転）。このため、クラッチ用コイルばね
には拡径方向の力が作用し、内側内輪部材は小さな回転
トルクで外側内輪部材に対して空転する。

【００１７】

【実施の形態】以下、図１及び図２に基づいて実施の形
態について説明する。

【００１８】図１に示した一方向空転トルクリミッタ
は、外輪２１、内側内輪部材２２、外側内輪部材２３、
押さえ蓋２４、トルクリミッタ用コイルばね２５及びク
ラッチ用コイルばね２６とにより構成される。

【００１９】上記の外輪２１及び外側内輪部材２３は合
成樹脂製であるが、内側内輪部材２２は耐摩耗性を高く
するために金属製である。

【００２０】外輪２１の一端面には、外部部材との係合
用の突起２７が形成され、また、その突起２７が形成さ
れた内端面には、中心軸心Ｘ上に中心を有する位置決め
凹所２８が形成される。

【００２１】内側内輪部材２２の一端は、上記の位置決
め凹所２８に回転自在に嵌合され、これにより外輪２１
と同一軸心状態に嵌合される。また、内側内輪部材２２
の他端の外径面には、一段小径のばね装着部２９が設け
られる。

【００２２】トルクリミッタ用コイルばね２５は左巻き
であり、小径部３１と大径部３２とを有し、その小径部
３１が所定の緊縛力で内側内輪部材２２に巻付けられ、
その小径部３１側のフック３３が外輪２１の端面に係止
される。また大径部３２側のフック３４は押え蓋２４の
内面に係止される。

【００２３】上記の押え蓋２４は、軸心Ｘを中心とする
内径面を有する環状のものであり、外輪２１の開放端に
嵌合される。この押え蓋２４は外輪２１に対し、大きな
摩擦力で嵌合され、通常は回転しないが、前記のトルク
リミッタ用コイルばね２５の緊縛力を調整する際に一定
以上の力を加えると回転する。上記の押え蓋２４の内径
面３６に一段大径の凹所３５が形成される。

【００２４】外側内輪部材２３は内側内輪部材２２と同
一の内径を有するが、外径面は内側内輪部材２２のばね
装着部２９と略同一径に形成され、その中程に抜け止め
用のつば３０が設けられる。外側内輪部材２３は、前記
押え蓋２４の内径面３６に挿入されると共に、前記の内
側内輪部材２２と突き合わされ、かつ同一軸心Ｘを有す
るように位置決めされる。また、押さえ蓋２４から外方
へ突き出した部分に外方部材と結合するための切欠き３
７が形成される。

【００２５】前記内側内輪部材２２のばね装着部２９
と、外側内輪部材２３のつば３０との間にクラッチ用コ
イルばね２６が巻付けられる。このクラッチ用コイルば
ね２６は、断面四角形の金属線により形成され、右巻き
に巻かれ、外側内輪部材２３に対しては強い緊縛力を及
ぼし実質的に固定される。ばねの緊縛力で固定する以外
に、ばね端部に設けたフックを外側内輪部材２３に係止
して固定してもよい。

【００２６】内側内輪部材２２側の該コイルばね２６の
緊縛力は、外側内輪部材２３側より小さい所定の大きさ
に設定される。

【００２７】次に、上記構成の一方向空転トルクリミッ
タの作用について説明する。いま、外輪２１に左回転
（図２（ａ）矢印ａ参照、回転方向は図１に示すよう
に、軸心Ｘ上の一定の基準視点Ａから見た方向、以下同
じ）のトルクが外部部材から突起２７を通じて加えられ
ると、一方のフック３３と小径部３１との間に小径部３
１を拡径する方向の力（図２（ａ）矢印ｂ’参照）が作
用する。なお、押さえ蓋２４側のフック３４側から加え
られる力は、小径部３１を縮径させる方向に作用する
が、その力は大径部３２で吸収され、小径部３１に及ば
ない。

【００２８】上記小径部３１と内側内輪部材２２との間
の摩擦力が一定以上に大きい場合は、内側内輪部材２２
は外輪２１と同一方向に回転する（左回転）。

【００２９】内側内輪部材２２の左回転（図２（ｂ）矢
印ａ参照）により、クラッチ用コイルばね２６には縮径
方向の力（図２（ｂ）の矢印ｂ参照）によるセルフロッ
ク作用が働く（図２（ｂ）において、符号２０はクラッ
チ用コイルばね２６の固定端を示す。図２（ｃ）におい
ても同様）。そのため、内側内輪部材２２と外側内輪部
材２３は一体化され、一体の内輪として左回転し、トル
クを伝達する。このとき、負荷トルクが一定以上に大き
くなると、トルクリミッタ用コイルばね２５と内側内輪
部材２２との間で滑りを生じ、設定値以上のトルクの伝
達を遮断し、トルクリミッタとして作用する。

【００３０】次に、外輪２１が右回転すると（図２
（ａ）矢印ａ’参照）トルクリミッタ用コイルばね２５
は縮径して（矢印ｂ参照）セルフロック作用をなす。こ
れにより内側内端部材２２が右回転し（図２（ｂ）矢印
ａ’参照）、クラッチ用コイルばね２６に拡径方向の力
ｂ’を及ぼす。

【００３１】そのため、比較的小さい回転トルクで内側
内輪部材２２とクラッチ用コイルばね２６との間で滑り
が生じ、内側内輪部材２２は外輪２１と共に外側内輪部
材２３に対して空転する。

【００３２】トルクリミッタ用コイルばね２５が前記と
は逆に右巻きであれば、クラッチ用コイルばね２６は反
対に左巻きに設定することで、外輪２１、及び各内輪部
材２２、２３の回転方向は前述と逆の関係で同様の作用
を行う。

【００３３】なお、以上の説明は、外輪２１側から外側
内輪部材２３の方向にトルクを伝達する場合について述
べたが、逆方向に伝達することもできる。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、以上のごときものであるか
ら、次に示す効果を発揮する。 従来のばね式トルクリミッタで不可能であった逆方
向の回転が、小さなトルクで空転できるようになった。 従来の一方向空転型トルクリミッタに比べてトルク
リミッタ部分の構造が簡単になり安価に提供できる。 クラッチ用コイルばねの両端は両方の内端部材に装
着され、トルクは該コイルばねの線材に対して引張り力
として作用するので、大トルクまで対応可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の断面図

【図２】（ａ）〜（ｃ）同上の説明図

【図３】（ａ）従来例の縦断正面図 （ｂ）（ａ）図の縦断側面図

【図４】他の従来例の縦断側面図

【符号の説明】

１ 軸 ２ コイルばね ３ フック ４ 内輪 ５ 外輪 ６ ローラ式トルクリミッタ ７ ローラ ８ くさび空所 ９ コイルばね １０ ばね １１ 小径部 １２ 大径部 １３ 内輪 １４ フック １５ 外輪 １６ フック １７ 押さえ蓋 １８ 突起 １９ 切欠き ２１ 外輪 ２２ 内側内輪部材 ２３ 外側内輪部材 ２４ 押さえ蓋 ２５ トルクリミッタ用コイルばね ２６ クラッチ用コイルばね ２７ 突起 ２８ 位置決め凹所 ２９ ばね装着部 ３０ つば ３１ 小径部 ３２ 大径部 ３３ フック ３４ フック ３５ 凹所 ３６ 内径面 ３７ 切欠き

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪に対して同軸状態に位置決めして内
   輪を挿入し、上記内輪の外周面にトルクリミッタ用コイ
   ルばねを所定の緊縛力で巻付け、そのコイルばねの両端
   を上記外輪又は該外輪と一体に回転する部材に係合した
   トルクリミッタにおいて、上記内輪を同軸上に配置され
   た内側内輪部材と外側内輪部材とにより形成し、上記内
   側内輪部材に前記トルクリミッタ用コイルばねを所定の
   緊縛力で巻付け、上記内側内輪部材に所定の緊縛力でク
   ラッチ用コイルばねを巻付け、そのクラッチ用コイルば
   ねの一端を上記外側内輪部材に固定し、上記クラッチ用
   コイルばねの巻き方向を前記トルクリミッタ用コイルば
   ねの巻き方向と反対向きに設定したことを特徴とする一
   方向空転型トルクリミッタ。
2. 【請求項２】 上記外側内輪部材に上記クラッチ用コイ
   ルばねの一端を、内側内輪部材に対する緊縛力より強い
   緊縛力で巻付けることにより、実質的に固定したことを
   特徴とする請求項１に記載の一方向空転型トルクリミッ
   タ。