WO2019150890A1 - トルクリミッタ - Google Patents

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WO2019150890A1
WO2019150890A1 PCT/JP2019/000275 JP2019000275W WO2019150890A1 WO 2019150890 A1 WO2019150890 A1 WO 2019150890A1 JP 2019000275 W JP2019000275 W JP 2019000275W WO 2019150890 A1 WO2019150890 A1 WO 2019150890A1
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WO
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rotating body
axial direction
outer peripheral
coil spring
peripheral surface
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PCT/JP2019/000275
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龍慶 熊谷
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サンコール株式会社
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    • F16D7/02—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/022—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with a helical band or equivalent member co-operating with a cylindrical torque limiting coupling surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
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    • F16D43/21—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure with friction members
    • F16D43/211—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure with friction members with radially applied torque-limiting friction surfaces
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    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/06—Wound springs with turns lying in cylindrical surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/123—Wound springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00—Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/04—Friction

Definitions

  • the present invention relates to a torque limiter used for a separation roller or the like in a sheet supply mechanism.
  • the outer ring body is prohibited from rotating relative to the inner ring body around the axis, and when the external force exceeds the threshold value, the outer ring body is around the axis with respect to the inner ring body.
  • a torque limiter configured to allow relative rotation is widely used as a separation roller or the like in a sheet supply mechanism that supplies sheets such as paper one by one (see, for example, Patent Document 1 below).
  • the coil spring includes a main body wound around the inner ring body, and an engagement piece that extends radially outward from one end of the main body to engage the outer ring body.
  • the outer ring body when the external force on one side around the axis acting on the outer ring body is less than the tightening force of the coil spring, the outer ring body is prohibited from rotating to one side around the axis by the coil spring.
  • the coil spring when the external force exceeds the tightening force of the coil spring, the coil spring is opened by the outer ring body, whereby the outer ring body and the coil spring rotate relative to the inner ring body about the axis. Is allowed to do.
  • the operation of the torque limiter will be described in more detail by taking as an example a case where the torque limiter is used as a separation roller in a sheet supply mechanism.
  • the sheet supply mechanism is disposed opposite to the supply roller so as to sandwich the sheet between the supply roller that is rotated around an axis by power from a power source and feeds the sheet, and serves as a separation roller.
  • a torque limiter that acts.
  • the supply roller and the torque limiter are configured such that a supply roller side frictional force between the supply roller and the sheet and a torque limiter side frictional force between the torque limiter and the sheet are between the stacked sheets. It is comprised so that it may become larger than the frictional force between sheets.
  • the sheet when a sheet is nipped and conveyed between the supply roller and the torque limiter, the sheet is conveyed by a supply roller side frictional force according to the rotation of the supply roller, and The torque limiter is driven and rotated by the friction force on the torque limiter side according to the conveyance of the sheet.
  • an external force directed to one side around the axis acts on the outer ring body of the torque limiter via the sheet conveyed by the supply roller.
  • the external force so as to exceed the threshold value, when one sheet is fed, the outer ring body rotates about the axis together with the coil spring with respect to the inner ring body.
  • both the supply roll side frictional force and the torque limiter side frictional force are greater than the intersheet frictional force. Therefore, only one sheet in contact with the supply roller among the plurality of sheets is conveyed by the supply roller while sliding with respect to other sheets.
  • the force acting on the outer ring body in this state is set to be equal to or less than the threshold value, and therefore the outer ring body is prevented from rotating by the coil spring.
  • the present invention has been made in view of such prior art, and the first and second rotating bodies arranged coaxially are connected via a coil spring, and act on the first or second rotating body.
  • the first and second rotating bodies rotate together via the coil spring, and when the rotating torque exceeds a predetermined value, the first and second rotating bodies
  • One is a torque limiter that rotates relative to the other of the first and second rotating bodies together with the coil spring, and an object thereof is to provide a torque limiter capable of improving durability.
  • the present invention provides a first rotating body having a first end surface facing one side in the axial direction and a first outer peripheral surface extending from the radially outer end of the first end surface to the other side in the axial direction.
  • a second end surface facing the other side in the axial direction, and a second outer peripheral surface extending from the radially outer end portion of the second end surface to the one side in the axial direction, and a second contact region on the second end surface is the first end surface
  • a second rotating body arranged coaxially with the first rotating body in a state of being in contact with the first contact area on the end surface, and extrapolated so as to straddle the first and second outer peripheral surfaces And when the rotational torque in the direction of expanding the diameter of the coil spring is applied to the first or second rotating body, the first and second in a state where the rotational torque is less than a predetermined value.
  • the torque limiter includes a first rotating body having a first end surface and a first outer peripheral surface, a second rotating body having a second end surface and a second outer peripheral surface, and a coil spring,
  • the first and second rotating bodies are arranged coaxially in a state in which the first contact region of the first end surface and the second contact region of the second end surface are in contact with each other, and the coil spring is configured to And a rotation torque in the direction of expanding the diameter of the coil spring is applied to the first or second rotating body so as to straddle the second outer peripheral surface.
  • the first and second rotating bodies rotate integrally through the coil spring, and when the rotational torque exceeds a predetermined value, the first and second One of the rotating bodies and the coil spring rotate relative to the other of the first and second rotating bodies.
  • the maximum static friction force between the coil spring and the first outer peripheral surface and the maximum static friction force between the coil spring and the second outer peripheral surface. It is possible to prevent a local rotational torque from being added to the surface, and to improve durability.
  • the cross-sectional shape of the coil spring includes an inner side that contacts the first and second outer peripheral surfaces, a pair of side sides that extend radially outward from both ends of the inner side, and the pair of side sides. And an outer side connecting the outer ends in the radial direction, and the inner side and the outer side are longer than the pair of side sides.
  • a space for accommodating the coil spring is provided between the cylindrical main body portion provided with a bearing hole into which the insertion shaft is rotatably inserted around the axis, and radially inward from the region, and the second outer peripheral surface.
  • an outer ring body integrally formed with the main body portion in a drawn state.
  • the torque limiter may include a support member that supports the first and second rotating bodies so as to be rotatable about an axis.
  • the support member is in contact with one side in the axial direction of the second rotating body to prevent the second rotating body from moving to one side in the axial direction, and from the bearing hole to the axial direction in the insertion shaft. While preventing the movement of the first rotating body to the other side in the axial direction by abutting on the other side in the axial direction of the first rotating body and the first supporting wall that supports the part extending to one side, And a second support wall for supporting the outwardly extending shaft.
  • a radially outer portion of the first end surface forms the first contact region
  • a radially outer portion of the second end surface forms the second contact region.
  • the first rotating body has the first end surface and the first outer peripheral surface, and a main body provided with a bearing hole extending radially inward from the first contact area toward the other side in the axial direction. And an outwardly extending shaft extending from the main body portion toward the other side in the axial direction.
  • the second rotating body includes a main body portion having the second end surface and the second outer peripheral surface, and the main body portion.
  • An outwardly extending shaft extending to one side in the axial direction, and an insertion shaft extending from the main body portion to the other side in the axial direction inward in the radial direction from the second contact region and inserted into the bearing hole. It is supposed to be.
  • 1 to 3 are a perspective view, a perspective sectional view, and an exploded perspective sectional view of the torque limiter 1 according to the present embodiment, respectively.
  • the torque limiter 1 includes a first rotating body 10 and a second rotating body 20 that are coaxially disposed so as to be relatively rotatable, and a first outer peripheral surface of the first rotating body 10. 10a and a coil spring 30 extrapolated so as to straddle the second outer peripheral surface 20a of the second rotating body 20.
  • the first rotating body 10 extends from the radial end of the first end surface 10b toward the other end D2 in the axial direction, and the coil spring 30 is extrapolated. 1st outer peripheral surface 10a.
  • the first rotating body 10 includes a main body portion 11 having the first end surface 10b and the first outer peripheral surface 10a, and an insertion shaft 13 extending from the main body portion 11 to the one axial side D1. And an outwardly extending shaft 15 extending from the main body 11 to the other axial side D2.
  • the first and second rotating bodies 10 and 20 are coaxially rotated around the axis in a state where the first contact region 19 on the first end surface 10b and the second contact region 29 on the second end surface 20b are in contact with each other.
  • the relative rotation is provided.
  • the radially outer portion of the first end surface 10b forms the first contact region 19, and the radially outer portion of the second end surface 20b is the second contact region. 29 is formed.
  • the second rotating body 20 has the second end surface 20b and the second outer peripheral surface 20a, and the insertion shaft 13 is inserted into the second contact region 29 in the radial direction so as to be rotatable about its axis.
  • the coil spring 30 is configured to generate the following fastening force with respect to the first and second outer peripheral surfaces 10a and 20a. That is, when one of the first and second rotating bodies 10 and 20 (hereinafter referred to as a driving-side rotating body) is rotated in a direction in which the coil spring 30 is enlarged in diameter (an opening direction in which the tightening force is loosened) around the axis.
  • a driving-side rotating body When the rotational torque applied to the drive-side rotator is less than a predetermined value, the first and second rotators 10 and 20 are integrally rotated via the coil spring 30 and the rotational torque is a predetermined value.
  • the coil spring 30 and the second rotary body 10, 20 rotate relative to the other of the first and second rotary bodies 10, 20 together with the coil spring 30. A difference is provided between the maximum static friction force F1 between the first outer peripheral surfaces 10a and the maximum static friction force F2 between the coil spring 30 and the second outer peripheral surface 20a.
  • the second rotating body 20 is the driving-side rotating body
  • the maximum static friction force F1 is larger than the maximum static friction force F2.
  • the torque limiter 1 further includes a support member 40 that supports the first and second rotating bodies 10 and 20 so as to be rotatable about an axis.
  • FIG. 4 shows a vertical side view of the torque limiter 1 in a state where the support member 40 is mounted.
  • the support member 40 abuts on one axial direction side of the second rotating body 20 to prevent the second rotating body 20 from moving to the one axial direction side D ⁇ b> 1.
  • the first support wall 41 that supports a portion 13a of the insertion shaft 13 that extends from the bearing hole 20c to the one axial side D1 and the other axial side of the first rotating body 10 are in contact with each other. It has the 2nd support wall 42 which supports the said outward extending axis
  • the support member 40 further connects the lower ends of the first and second support walls 41 and 42 as a connection member that connects the first and second support walls 41 and 42.
  • a bottom wall 43 is provided.
  • FIG. 5 shows an enlarged view of a portion V in FIG.
  • the coil spring 30 has a cross section in which the inner side 31 contacting the first and second outer peripheral surfaces 10a and 20a is longer than the side side 33 along the radial direction. It is rectangular.
  • the cross-sectional shape of the coil spring 30 includes an inner side 31 that contacts the first and second outer peripheral surfaces 10a and 20a, and a pair of side sides 33 that extend radially outward from both ends of the inner side 31. And an outer side 32 that connects the radially outer ends of the pair of side sides 33, and the inner side 31 and the outer side 32 are longer than the pair of side sides 33. ing.
  • the coil spring 30 can effectively prevent or reduce the possibility that the torque limiter 1 will not operate normally due to the coil spring 30 entering a gap that may occur between the first and second end faces 10b, 20b. can do.
  • the support member 40 prevents the first and second rotating bodies 10 and 20 from moving away from each other, but there is no gap between the first and second end faces 10b and 20b. In order to support the first and second rotating bodies 10 and 20 so as not to occur, it is necessary to manufacture the support member 40 precisely, resulting in high costs.
  • the first and second rotating bodies 10 and 20 are moved in a state where the first and second rotating bodies 10 and 20 are urged so that the first and second end faces 10b and 20b are pressed against each other.
  • the first and second rotating bodies 10 and 20 are urged.
  • a mechanism is required, resulting in an increase in cost, and a large frictional force is generated between the first and second end faces 10b and 20b, so that the relative rotational operation of the first and second rotating bodies 10 and 20 is hindered. It will be.
  • the torque limiter 1 is suitably used as a separation roller in a sheet supply mechanism that supplies a plurality of stacked sheets one by one.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of the sheet supply mechanism 100 to which the torque limiter 1 according to the present embodiment is applied as the separation roller 120.
  • the sheet supply mechanism 100 is disposed to face the supply roller 110 so that the sheet 150 is sandwiched between the supply roller 110 that is driven by a power source to feed the sheet 150 and the supply roller 110.
  • the torque limiter 1 is provided.
  • the second rotating body 20 including the outer ring body 23 acts as the separation roller 120.
  • the sheet supply mechanism 100 further includes an urging member 130 that presses the torque limiter 1 toward the supply roller 110, and a tray 160 that stores a plurality of stacked sheets 150. It has.
  • the tray 160 has an operating position (a solid line in FIG. 6) that allows the supply roller 110 to act on the uppermost sheet 150 of the plurality of sheets 150, and supplies the plurality of sheets 150 to the tray 160.
  • a retracted position (broken line in FIG. 6) for retracting from the roller 110 can be taken.
  • the second rotating body 20 supports the conveyance of the single sheet 150, while the supply roller 110
  • the sheet acts as a separation roller 120 that enables conveyance of only one sheet 150 a in contact with the supply roller 110.
  • the supply roller 110 and the torque limiter 1 include a supply roller side frictional force between the supply roller 110 and the sheet 150 and a torque limiter side friction between the second outer ring body 23 and the sheet 150.
  • the force is configured to be larger than the inter-sheet friction force between the plurality of stacked sheets 150.
  • the supply roller 110 includes a drive shaft 111 that is rotationally driven around the axis by the power source, and a roller main body 112 that is extrapolated to the drive shaft 111 so as not to rotate relative to the drive shaft 111. And a supply roller rubber 113 mounted on the outer periphery of the roller body 112.
  • the torque limiter 1 includes, in addition to the first rotating body 10, the second rotating body 20, and the coil spring 30, a separation roller rubber 123 that is extrapolated to the outer ring body 23 of the second rotating body 20. Have.
  • the supply roller rubber 113 and the separation roller rubber 123 are configured such that the supply roller side friction force and the torque limiter side friction force are larger than the inter-sheet friction force.
  • the sheet supply mechanism 100 operates as follows. In a state where only one sheet 150 is sandwiched between the supply roller 110 and the outer ring body 23, the sheet 150 is conveyed via the supply roller side frictional force as the supply roller 110 rotates.
  • the outer ring body 23 of the torque limiter 1 is rotated in the opening direction around the axis via the torque limiter side frictional force in accordance with the conveyance of the sheet 150. That is, a rotational torque in the opening direction around the axis acts on the outer ring body 23 via the seat 150.
  • the rotational torque is set to be larger than the smaller one of the maximum static frictional forces F1 and F2 (for example, F2), the first rotating body 10 and the coil spring 30 are not rotated. Instead, only the second rotating body 20 rotates around the axis while the second outer peripheral surface 20a is in sliding contact with the coil spring 30. Accordingly, the sheet 150 is conveyed while being nipped by the torque limiter 1 acting as the supply roller 110 and the separation roller 120.
  • a plurality of sheets 150a are provided between the supply roll 110 and the outer ring body 23.
  • 150b is sandwiched between the supply roller side sheet 150a and another sheet 150b in contact with the supply roller side sheet.
  • the supply roller side sheet 150a is conveyed via the supply roller side frictional force. At this time, the rotational torque transmitted through the inter-sheet friction force is applied to the outer ring body 23.
  • the rotational torque transmitted via the inter-sheet friction force is set to be smaller than the smaller one of the maximum static friction forces F1 and F2 (for example, F2), the second The rotating body 20 is not rotated, but only the supply roller side sheet 150a is conveyed while sliding with respect to another adjacent sheet 150b.
  • the torque limiter 1 having such a configuration can improve the durability as compared with the conventional torque limiter 200 shown in FIG.
  • the conventional torque limiter 200 includes an inner ring body 210, a coil spring 230 wound around the inner ring body, and an outer ring body 220 extrapolated to the inner ring body 210 so as to be relatively rotatable. have.
  • the coil spring 230 includes a main body portion 231 wound around the inner ring body 210 and an engagement piece 233 extending from one end side of the main body portion 231, and the engagement piece 233 is the outer ring.
  • the body 220 is engaged.
  • the outer ring body 220 when the rotational torque in the direction of expanding the coil spring 230 acts on the outer ring body 220, the outer ring body 220 is moved to the coil spring when the rotational torque exceeds a predetermined value. 230 and the inner ring body 210 rotate relative to each other.
  • the rotational torque acting on one of the first and second rotating bodies 10 and 20 is the driving force of the coil spring 30. It acts over the entire region wound around the side rotating body.
  • the torque limiter 1 according to the present embodiment can improve the durability as compared with the conventional torque limiter 200 in which the rotational torque acts locally on the engagement piece 233 of the coil spring 230. .
  • the torque limiter 1 since the spring having the inner side 31 and the outer side 32 longer than the side side 33 in the cross-sectional shape is used as the coil spring 30, the first And the support structure for supporting the 2nd rotary bodies 10 and 20 can be simplified.
  • First rotating body 10 polyoxymethylene (POM) resin outer diameter of the first outer peripheral surface 10a: 6.3 mm
  • Second rotating body 20 polyphenylene ether (PPE) resin outer diameter of second outer peripheral surface 20a: 6.0 mm
  • Coil spring 30 When the second rotary body 20 is rotated in the open direction around the axis while the first rotary body 10 is fixed by a piano wire having a cross-sectional shape of 0.762 mm ⁇ 0.508 mm. Formed to have a rotational torque of 2.2 cN ⁇ m
  • Inner ring body 210 polyphenylene ether (PPE) resin
  • Outer diameter of inner ring body 210 6.0 mm
  • Outer ring body 220 Polyoxymethylene (POM) resin
  • Coil spring 230 The outer ring body 220 is fixed to the outer ring body 220 in a state where the inner ring body 210 is fixed by a piano wire having a cross-sectional shape of 0.762 mm ⁇ 0.508 mm.
  • Helical body formed so that the rotational torque required to rotate in the direction of rotation is 2.2 cN ⁇ m
  • the second rotating body 20 is rotated in the open direction around the axis at a rotation speed of 250 rpm for 1 second with the first rotating body 10 fixed, and then is stopped for 9 seconds.
  • the operation is one cycle for conveying one sheet and this cycle is repeated, only the second rotating body 20 is rotated around the axis without rotating the first rotating body 10 and the coil spring 30.
  • the rotational torque required for the measurement was measured. The measurement results are shown in FIG.
  • the ON / OFF operation of rotating the outer ring body 220 in the opening direction around the axis at a rotation speed of 250 rpm for 1 second with the inner ring body 210 fixed, and then stopping for 9 seconds is one cycle.
  • the rotational torque required to rotate the outer ring body 220 and the coil spring 230 around the axis without rotating the inner ring body 210 was measured. The measurement result is shown in FIG.
  • the torque limiter 1 according to the present embodiment can improve the durability as compared with the conventional torque limiter 200.
  • the second rotating body 20 includes the main body portion 21 having the bearing hole 20c, and the support member 40 is provided on the insertion shaft 13 of the first rotating body 10. Of these, it is configured to support the portion 13a extending from the bearing hole 20c to one side in the axial direction and the outwardly extending shaft 15 of the first rotating body 10, but the present invention does so.
  • the form is not limited.
  • FIG. 9 shows a longitudinal side view of a torque limiter 1B according to a first modification of the present embodiment.
  • the same members as those in the present embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the torque limiter 1B includes a first rotating body 10B, a second rotating body 20B, the coil spring 30, and the first and second rotating bodies 10B, 20B. And a support member 40B that supports the shaft so as to be relatively rotatable on the same axis.
  • the first rotating body 10B includes the first end surface 10b and the first outer peripheral surface 10a, and is provided with a bearing hole 10c extending radially inward from the first contact region 19 toward the other axial side D2.
  • the second rotating body 20B includes a main body portion 21B having the second end surface 20b and the second outer peripheral surface 20a, an outward extending shaft 25B extending from the main body portion 21B to the one axial side D1, and the second It has an insertion shaft 27B extending from the main body portion 21B to the other axial side D2 radially inward from the contact region 29 and inserted into the bearing hole 10c.
  • the support member 40B is in contact with one axial direction side of the second rotating body 20B, thereby preventing the second rotating body 20B from moving to the one axial direction side D1, and the second rotating body 20B.
  • the first support wall 41B that supports the outwardly extending shaft 25B and the other axial side of the first rotating body 10B are in contact with each other to prevent the first rotating body 10B from moving to the other axial side D2.
  • it has a second support wall 42 that supports the outwardly extending shaft 15 of the first rotating body 10B, and a bottom wall 43 that connects the first support wall 41B and the second support wall 42. Yes.
  • FIG. 10 shows a vertical side view of a torque limiter 1 ⁇ / b> C according to a second modification of the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the torque limiter 1C according to the second modification includes a first rotating body 10C, a second rotating body 20C, the coil spring 30, and the support member 40B.
  • the first rotating body 10C includes a main body portion 11 having the first end surface 10b and the first outer peripheral surface 10a, and from the main body portion 11 to one axial direction side radially inward from the first contact region 19b.
  • An extending insertion shaft 13 ⁇ / b> C and an outward extending shaft 15 extending from the main body portion 11 to the other side in the axial direction are provided.
  • the second rotating body 20C includes the second end surface 20b and the second outer peripheral surface 20a, and is provided with a bearing hole 20c extending radially inward from the second contact region 29 toward one axial direction. It has a main body portion 21C and an outwardly extending shaft 25B extending from the main body portion 21C to one side in the axial direction.
  • FIG. 11 shows a longitudinal side view of a torque limiter 1D according to a third modification of the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the torque limiter 1D according to the third modification includes a first rotating body 10D, a second rotating body 20D, the coil spring 30, and the support member 40B.
  • the first rotating body 10D includes a main body portion 11 having the first end surface 10b and the first outer peripheral surface 10a, and an outwardly extending shaft 15 extending from the main body portion 11 to the other side in the axial direction. .
  • the second rotating body 20D has a main body portion 21B having the second end surface 20b and the second outer peripheral surface 20a, and an outwardly extending shaft 25B extending from the main body portion 21B to one side in the axial direction. .
  • the entire first end face 10 b forms a first contact area 19
  • the entire second end face 20 b forms a second contact area 29.

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Abstract

本発明のトルクリミッタにおいては、同軸上に配置された第１及び第２回転体の第１及び第２外周面に外挿されたコイルばねを拡径させる方向への回転トルクが前記第１又は第２回転体に付加される際に、前記回転トルクが所定値未満の状態では前記第１及び第２回転体が前記コイルばねを介して一体回転し、且つ、前記回転トルクが所定値を越えると前記第１及び第２回転体の一方と前記コイルばねとが前記第１及び第２回転体の他方に対して相対回転するように、前記コイルばね及び前記第１外周面の間の最大静止摩擦力と前記コイルばね及び前記第２外周面の間の最大静止摩擦力とに差異が設けられている。

Description

トルクリミッタ
　本発明は、シート供給機構における分離ローラ等に利用されるトルクリミッタに関する。
　内輪体と前記内輪体に巻き付けられたコイルばねと前記コイルばねが巻き付けられた状態の内輪体が内挿される中空の外輪体とを備え、前記外輪体に付加される外力（回転トルク）が所定の閾値以下の場合には前記外輪体が前記内輪体に対して軸線回りに相対回転することを禁止し且つ前記外力が閾値を超える場合には前記外輪体が前記内輪体に対して軸線回りに相対回転することを許容するように構成されたトルクリミッタは、紙等のシートを１枚ずつ供給するシート供給機構における分離ローラ等として広く利用されている（例えば下記特許文献１参照）。
　前記コイルばねは、前記内輪体に巻き付けられる本体部と、前記本体部の一端部から径方向外方へ延在されて前記外輪体に係合する係合片とを有しており、前記外輪体が軸線回り一方側へ回転されると、前記係合片が押動されて前記コイルばねの締め付け力が緩まるようになっている。
　詳しくは、前記外輪体に作用する軸線回り一方側の外力が前記コイルばねの締め付け力以下の場合には、前記外輪体は前記コイルばねによって軸線回り一方側への回転が禁止される。一方、前記外力が前記コイルばねの締め付け力を超えると、前記外輪体によって前記コイルばねが開放状態とされ、これにより、前記外輪体が前記コイルばねと共に前記内輪体に対して軸線回りに相対回転することが許容される。
　前記トルクリミッタがシート供給機構における分離ローラとして利用される場合を例に、前記トルクリミッタの動作をさらに詳細に説明する。
　前記シート供給機構は、動力源からの動力によって軸線回りに回転駆動されてシートを送り込む供給ローラと、前記供給ローラとの間でシートを挟むように前記供給ローラと対向配置されて、分離ローラとして作用するトルクリミッタとを備えている。
　ここで、前記供給ローラ及び前記トルクリミッタは、前記供給ローラと前記シートとの間の供給ローラ側摩擦力及び前記トルクリミッタと前記シートとの間のトルクリミッタ側摩擦力が、積層されたシート間のシート間摩擦力よりも大となるように、構成されている。
　詳しく説明すると、前記供給ローラ及び前記トルクリミッタの間で一枚のシートが狭持搬送される際には、前記供給ローラの回転に応じて供給ローラ側摩擦力によって前記シートが搬送され、且つ、前記シートの搬送に応じてトルクリミッタ側摩擦力によって前記トルクリミッタが従動回転される。
　即ち、前記供給ローラによって搬送されるシートを介して前記トルクリミッタの外輪体には軸線回り一方側を向く外力が作用する。この外力が前記閾値を超えるように設定しておくことにより、一枚のシートが送り込まれた場合には前記外輪体が前記コイルばねと共に前記内輪体に対して軸線回りに回転する。
　一方、前記供給ローラ及び前記トルクリミッタの間で複数枚のシートが積層状態で挟まれる際には、前述の通り、供給ロール側摩擦力及びトルクリミッタ側摩擦力の双方がシート間摩擦力よりも大とされている為、前記複数枚のシートのうち前記供給ローラに接する一枚のシートだけが他のシートに対して滑りながら前記供給ローラによって搬送される。
　この際、前記供給ローラによって搬送される供給ローラ側シートからシート間摩擦力に応じた力が前記トルクリミッタに接するトルクリミッタ側シートを介して前記トルクリミッタの前記外輪体に作用する。
　しかしながら、この状態で前記外輪体に作用する力は前記閾値以下とされており、従って、前記外輪体は前記コイルばねによって回転が防止される。
　このように、前記トルクリミッタにおいては、前記コイルばねが前記内輪体に対して軸線回りに摺接状態で相対回転する状態（前記シート供給機構においては、前記供給ローラ及び前記トルクリミッタの間に一枚のシートだけが挟まれて、前記シートが前記供給ローラによって搬送され、前記シートの搬送に伴って前記外輪体及び前記コイルばねが前記内輪体に対して軸線回りに相対回転する状態）と、前記コイルばねが前記内輪体に対して相対回転不能な状態（前記シート供給機構においては、前記供給ローラ及び前記トルクリミッタの間に複数のシートが積層状態で挟まれて、前記供給ローラに接するシートだけが、隣接する他のシートに対して滑りつつ前記供給ローラによって搬送され、前記外輪体及び前記コイルばねは前記内輪体に対して相対回転しない状態）とが繰り返し現出される。
　ところで、前記従来のトルクリミッタにおいては、前記外輪体に作用する力は前記コイルばねの係合片に局所的に付加されることになる為、耐久性を向上させ難いという問題があった。
特開２０１４－１８５６７７号公報
　本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、同軸上に配置された第１及び第２回転体がコイルばねを介して連結されており、前記第１又は第２回転体に作用する回転トルクが所定値未満の際には前記第１及び第２回転体が前記コイルばねを介して一体回転し、且つ、前記回転トルクが所定値を越えると前記第１及び第２回転体の一方が前記コイルばねと共に前記第１及び第２回転体の他方に対して相対回転するトルクリミッタであって、耐久性の向上を図り得るトルクリミッタの提供を目的とする。
　本発明は、前記目的を達成するために、軸線方向一方側を向く第１端面及び前記第１端面の径方向外端部から軸線方向他方側へ延びる第１外周面を有する第１回転体と、軸線方向他方側を向く第２端面及び前記第２端面の径方向外端部から軸線方向一方側へ延びる第２外周面を有し、前記第２端面における第２当接領域が前記第１端面における第１当接領域に当接された状態で前記第１回転体と同軸上に配置される第２回転体と、前記第１及び第２外周面に跨がるように外挿されたコイルばねとを備え、前記コイルばねを拡径させる方向への回転トルクが前記第１又は第２回転体に付加される際に、前記回転トルクが所定値未満の状態では前記第１及び第２回転体が前記コイルばねを介して一体回転し、且つ、前記回転トルクが所定値を越えると前記第１及び第２回転体の一方と前記コイルばねとが前記第１及び第２回転体の他方に対して相対回転するように、前記コイルばね及び前記第１外周面の間の最大静止摩擦力と前記コイルばね及び前記第２外周面の間の最大静止摩擦力とに差異が設けられているトルクリミッタを提供する。
　本発明に係るトルクリミッタによれば、第１端面及び第１外周面を有する第１回転体と、第２端面及び第２外周面を有する第２回転体と、コイルばねとを備え、前記第１及び第２回転体は、前記第１端面の第１当接領域及び前記第２端面の第２当接領域が当接された状態で同軸上に配置され、前記コイルばねは、前記第１及び第２外周面に跨がるように前記第１及び第２回転体に外挿されており、前記コイルばねを拡径させる方向への回転トルクが前記第１又は第２回転体に付加される際に、前記回転トルクが所定値未満の状態では前記第１及び第２回転体が前記コイルばねを介して一体回転し、且つ、前記回転トルクが所定値を越えると前記第１及び第２回転体の一方と前記コイルばねとが前記第１及び第２回転体の他方に対して相対回転するように、前記コイルばね及び前記第１外周面の間の最大静止摩擦力と前記コイルばね及び前記第２外周面の間の最大静止摩擦力とに差異が設けられているので、前記コイルばねに局所的な回転トルクが付加されることを防止でき、耐久性の向上を図ることができる。
　好ましくは、前記コイルばねの断面形状は、前記第１及び第２外周面に当接する内辺と、前記内辺の両端部から径方向外方へ延びる一対の側辺と、前記一対の側辺の径方向外端部同士を連結する外辺とを有し、前記内辺及び前記外辺が前記一対の側辺よりも長い長方形状とされる。
　斯かる好ましい構成によれば、前記第１及び第２回転体の間に生じ得る隙間に前記コイルばねが入り込むことを有効に防止乃至は低減でき、前記第１及び第２回転体を支持する支持構造の簡略化を図ることができる。
　一形態においては、前記第１端面のうち径方向外方部分が前記第１当接領域を形成し、前記第２端面のうち径方向外方部分が前記第２当接領域を形成するものとされ、前記第１回転体は、前記第１端面及び前記第１外周面を有する本体部と、前記第１当接領域より径方向内方において前記本体部から軸線方向一方側へ延びる内挿軸と、前記本体部から軸線方向他方側へ延びる外方延在軸とを含むものとされ、前記第２回転体は、前記第２端面及び前記第２外周面を有し、前記第２当接領域より径方向内方に前記内挿軸が軸線回り回転自在に挿入される軸受孔が設けられた筒状の本体部と、前記第２外周面との間に前記コイルばねを収容するスペースを画した状態で前記本体部に一体形成された外輪体とを含むものとされる。
　前記一形態に係るトルクリミッタは、前記第１及び第２回転体を軸線回り回転自在に支持する支持部材を備え得る。
　前記支持部材は、前記第２回転体の軸線方向一方側に当接することで前記第２回転体の軸線方向一方側への移動を防止しつつ、前記内挿軸のうち前記軸受孔から軸線方向一方側へ延在された部位を支持する第１支持壁と、前記第１回転体の軸線方向他方側に当接することで前記第１回転体の軸線方向他方側への移動を防止しつつ、前記外方延在軸を支持する第２支持壁とを有するものとされる。
　他形態においては、前記第１端面のうち径方向外方部分が前記第１当接領域を形成し、前記第２端面のうち径方向外方部分が前記第２当接領域を形成するものとされ、前記第１回転体は、前記第１端面及び前記第１外周面を有し、前記第１当接領域より径方向内方において軸線方向他方側へ延びる軸受孔が設けられた本体部と、前記本体部から軸線方向他方側へ延びる外方延在軸とを含むものとされ、前記第２回転体は、前記第２端面及び前記第２外周面を有する本体部と、前記本体部から軸線方向一方側へ延びる外方延在軸と、前記第２当接領域より径方向内方において前記本体部から軸線方向他方側へ延びて、前記軸受孔に挿入される内挿軸とを含むものとされる。
　前記他形態に係るトルクリミッタは、前記第１及び第２回転体を軸線回り回転自在に支持する支持部材を備え得る。
　前記支持部材は、前記第２回転体の軸線方向一方側に当接することで前記第２回転体の軸線方向一方側への移動を防止しつつ、前記第２回転体の前記外方延在軸を支持する第１支持壁と、前記第１回転体の軸線方向他方側当接することで前記第１回転体の軸線方向他方側への移動を防止しつつ、前記第１回転体の前記外方延在軸を支持する第２支持壁とを有するものとされる。
　前記種々の構成において、前記コイルばねは軸線方向全域に亘って同一内径を有するものとされ、前記第１外周面が前記第２外周面よりも大径とされ得る。
　これに代えて、前記第２外周面が前記第１外周面よりも大径とされ得る。
図１は、本発明の一実施の形態に係るトルクリミッタの斜視図である。 図２は、前記トルクリミッタの斜視断面図である。 図３は、前記トルクリミッタの分解斜視断面図である。 図４は、支持部材が装着された状態の前記トルクリミッタの縦断側面図である。 図５は、図４におけるＶ部拡大図である。 図６は、前記トルクリミッタが分離ローラとして適用されたシート供給機構の模式図である。 図７は、従来のトルクリミッタの斜視図である。 図８(a)及び(b)は、それぞれ、本発明の実施例及び従来構成の比較例に対して行った耐久試験結果を示すグラフである。 図９は、前記実施の形態の第１変形例に係るトルクリミッタの縦断側面図である。 図１０は、前記実施の形態の第２変形例に係るトルクリミッタの縦断側面図である。 図１１は、前記実施の形態の第３変形例に係るトルクリミッタの縦断側面図である。
　以下、本発明に係るトルクリミッタの好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
　図１～図３に、それぞれ、本実施の形態に係るトルクリミッタ１の斜視図、斜視断面図及び分解斜視断面図を示す。
　図１～図３に示すように、前記トルクリミッタ１は、同軸上において相対回転自在に配置された第１回転体１０及び第２回転体２０と、前記第１回転体１０の第１外周面１０ａ及び前記第２回転体２０の第２外周面２０ａに跨がるように外挿されたコイルばね３０とを備えている。
　前記第１回転体１０は、軸線方向一方側Ｄ１を向く第１端面１０ｂと、前記第１端面１０ｂの径方向外端部から軸線方向他方側Ｄ２へ延び、前記コイルばね３０が外挿される前記第１外周面１０ａとを有している。
　本実施の形態においては、前記第１回転体１０は、前記第１端面１０ｂ及び前記第１外周面１０ａを有する本体部１１と、前記本体部１１から軸線方向一方側Ｄ１へ延びる内挿軸１３と、前記本体部１１から軸線方向他方側Ｄ２へ延びる外方延在軸１５とを有している。
　前記第２回転体２０は、軸線方向他方側Ｄ２を向く第２端面２０ｂ及び前記第２端面２０ｂの径方向外端部から軸線方向一方側Ｄ１へ延びる前記第２外周面２０ａを有している。
　前記第１及び第２回転体１０、２０は、前記第１端面１０ｂにおける第１当接領域１９及び前記第２端面２０ｂにおける第２当接領域２９が当接された状態で同軸上において軸線回り相対回転自在に配設される。
　本実施の形態においては、前記第１端面１０ｂのうち径方向外方部分が前記第１当接領域１９を形成し、前記第２端面２０ｂのうち径方向外方部分が前記第２当接領域２９を形成している。
　即ち、前記内挿軸１３は、前記第１当接領域１９より径方向内方位置において前記本体部１１から軸線方向一方側Ｄ１へ延びている。
　前記第２回転体２０は、前記第２端面２０ｂ及び前記第２外周面２０ａを有し、前記第２当接領域２９の径方向内方に前記内挿軸１３が軸線回り回転自在に挿入される軸受孔２０ｃが設けられた筒状の本体部２１と、前記第２外周面２０ａとの間に前記コイルばね３０を収容するスペースを画した状態で前記本体部２１に一体形成された外輪体２３とを有している。
　前記コイルばね３０は、前記第１及び第２外周面１０ａ、２０ａに対して以下の締結力が生じるように構成されている。
　即ち、前記第１及び第２回転体１０、２０の一方（以下、駆動側回転体という）を軸線回りに前記コイルばね３０を拡径させる方向（締め付け力を緩める開放方向）へ回転させる際に、前記駆動側回転体に付加される回転トルクが所定値未満の状態では前記第１及び第２回転体１０、２０が前記コイルばね３０を介して一体回転し、且つ、前記回転トルクが所定値を越えると前記第１及び第２回転体１０、２０の一方が前記コイルばね３０と共に前記第１及び第２回転体１０、２０の他方に対して相対回転するように、前記コイルばね３０及び前記第１外周面１０ａの間の最大静止摩擦力Ｆ１と前記コイルばね３０及び前記第２外周面２０ａの間の最大静止摩擦力Ｆ２とに差異が設けられている。
　この点に関し、前記第２回転体２０が前記駆動側回転体となる場合を例に詳しく説明する。
　例えば、前記第１外周面１０ａの外径Ｄ１が前記第２外周面２０ａの外径Ｄ２よりも大径とされることにより、前記最大静止摩擦力Ｆ１が前記最大静止摩擦力Ｆ２より大とされている場合において、前記駆動側回転体として作用する前記第２回転体２０に付加される回転トルクが前記所定値を越えると、前記コイルばね３０及び前記第１回転体１０は回転せずに、前記第２回転体２０だけが前記コイルばね３０に対して摺接しながら軸線回りに回転する。
　これとは異なり、例えば、前記第２外周面２０ａの外径Ｄ２が前記第１外周面１０ａの外径Ｄ１よりも大径とされることにより、前記最大静止摩擦力Ｆ２が前記最大静止摩擦力Ｆ１より大とされている場合において、前記駆動側回転体として作用する前記第２回転体２０に付加される回転トルクが前記所定値を越えると、前記第２回転体２０及び前記コイルばね３０が一体的に前記第１回転体１０に対して軸線回りに相対回転する。即ち、前記第１回転体１０は回転せずに、前記コイルばね３０が前記第１回転体１０の前記第１外周面１０ａに摺接しながら、前記第１回転体１０及び前記コイルばね３０が一体的に軸線回りに回転する。
　この例のように、前記第１及び第２外周面１０ａ、２０ａの外径Ｄ１、Ｄ２を異ならせる場合には、前記コイルばね３０の内径を軸線方向全域に亘って一定としても、前記最大静止摩擦力Ｆ１及び前記最大静止摩擦力Ｆ２に差異を設けることができる。
　本実施の形態に係るトルクリミッタ１は、さらに、前記第１及び第２回転体１０、２０を軸線回り回転自在に支持する支持部材４０を備えている。
　図４に、前記支持部材４０が装着された状態の前記トルクリミッタ１の縦断側面図を示す。
　図４に示すように、前記支持部材４０は、前記第２回転体２０の軸線方向一方側に当接することで前記第２回転体２０の軸線方向一方側Ｄ１への移動を防止しつつ、前記内挿軸１３のうち前記軸受孔２０ｃから軸線方向一方側Ｄ１へ延在された部位１３ａを支持する第１支持壁４１と、前記第１回転体１０の軸線方向他方側に当接することで前記第１回転体１０の軸線方向他方側Ｄ２への移動を防止しつつ、前記外方延在軸１５を支持する第２支持壁４２とを有している。
　図示の形態においては、前記支持部材４０は、さらに、前記第１及び第２支持壁４１、４２を連結する連結部材として、前記第１及び第２支持壁４１、４２の下端部同士を連結する底壁４３を有している。
　図５に、図４におけるＶ部拡大図を示す。
　図５に示すように、本実施の形態においては、前記コイルばね３０は、前記第１及び第２外周面１０ａ，２０ａに当接する内辺３１が径方向に沿った側辺３３よりも長い断面矩形状とされている。
　詳しくは、前記コイルばね３０の断面形状は、前記第１及び第２外周面１０ａ、２０ａに当接する内辺３１と、前記内辺３１の両端部から径方向外方へ延びる一対の側辺３３と、前記一対の側辺３３の径方向外端部同士を連結する外辺３２とを有しており、前記内辺３１及び前記外辺３２が前記一対の側辺３３よりも長いものとされている。
　斯かる構成を備えることにより、前記コイルばね３０が前記第１及び第２端面１０ｂ、２０ｂの間に生じ得る隙間に入り込み、前記トルクリミッタ１が正常に動作しなくなるおそれを有効に防止乃至は低減することができる。
　即ち、前記支持部材４０によって前記第１及び第２回転体１０、２０が互いに対して離間する方向へ移動することは防止されるが、前記第１及び第２端面１０ｂ、２０ｂの間に全く隙間が生じないように前記第１及び第２回転体１０、２０を支持する為には、前記支持部材４０を精密に製造する必要があり、コスト高を招く。
　例えば、前記第１及び第２端面１０ｂ、２０ｂが互いに対して押圧されるように前記第１及び第２回転体１０、２０を付勢した状態で前記第１及び第２回転体１０、２０を支持することによって、前記第１及び第２端面１０ｂ、２０ｂの間に生じ得る隙間を防止することも可能であるが、この構成では、前記第１及び第２回転体１０、２０を付勢する機構が必要になり、コスト高を招くと共に、前記第１及び第２端面１０ｂ、２０ｂの間に大きな摩擦力が生じ、前記第１及び第２回転体１０、２０の相対回転動作が阻害されることになる。
　この点に関し、本実施の形態においては、断面形状における内辺３１及び外辺３２が側辺３３よりも長いコイルばね３０を用いており、これにより、前記第１及び第２回転体１０、２０を支持する前記支持部材４０の構造簡略化を図りつつ、前記コイルばね３０が前記第１及び第２端面１０ｂ、２０ｂの間に入り込んで、前記トルクリミッタ１の正常動作が阻害されることを有効に防止乃至は低減している。
　前記トルクリミッタ１は、積層された複数のシートを１枚ずつ供給するシート供給機構における分離ローラとして好適に使用される。
　図６に、本実施の形態に係るトルクリミッタ１が分離ローラ１２０として適用されたシート供給機構１００の模式図を示す。
　図６に示すように、前記シート供給機構１００は、動力源によって駆動されてシート１５０を送り込む供給ローラ１１０と、前記供給ローラ１１０との間にシート１５０を挟むように前記供給ローラ１１０に対向配置された前記トルクリミッタ１とを備えている。
　この場合、前記外輪体２３を含む前記第２回転体２０が前記分離ローラ１２０として作用する。
　なお、図示の形態においては、前記シート供給機構１００は、さらに、前記トルクリミッタ１を前記供給ローラ１１０に向けて押圧する付勢部材１３０と、積層された複数のシート１５０を収容するトレイ１６０とを備えている。
　前記トレイ１６０は、前記供給ローラ１１０が前記複数のシート１５０のうち最上方に位置するシート１５０に作用することを可能とする作動位置（図６の実線）と、前記複数のシート１５０を前記供給ローラ１１０から退避させる退避位置（図６の破線）とをとり得る。
　前記第２回転体２０は、前記供給ローラ１１０及び前記外輪体２３の間に一枚のシート１５０が挟まれる場合には、当該一枚のシート１５０の搬送をサポートする一方で、前記供給ローラ１１０及び前記外輪体２３の間に複数枚のシート１５０ａ、１５０ｂが積層状態で挟まれる場合には、前記供給ローラ１１０に接する一枚のシート１５０ａだけの搬送を可能とする分離ローラ１２０として作用する。
　詳しくは、前記供給ローラ１１０及び前記トルクリミッタ１は、前記供給ローラ１１０と前記シート１５０との間の供給ローラ側摩擦力及び前記第２外輪体２３と前記シート１５０との間のトルクリミッタ側摩擦力が、積層された複数のシート１５０間のシート間摩擦力よりも大となるように、構成されている
　具体的には、図５に示すように、前記供給ローラ１１０は、前記動力源によって軸線回りに回転駆動される駆動軸１１１と、前記駆動軸１１１に相対回転不能に外挿されたローラ本体１１２と、前記ローラ本体１１２の外周に装着された供給ローラゴム１１３とを有している。
　一方、前記トルクリミッタ１は、前記第１回転体１０、前記第２回転体２０及び前記コイルばね３０に加えて、前記第２回転体２０の前記外輪体２３に外挿された分離ローラゴム１２３を有している。
　前記供給ローラゴム１１３及び前記分離ローラゴム１２３は、前記供給ローラ側摩擦力及び前記トルクリミッタ側摩擦力が前記シート間摩擦力より大となるように、構成される。
　前記シート供給機構１００は、以下のように動作する。
　前記供給ローラ１１０及び前記外輪体２３の間に一枚のシート１５０だけが挟まれている状態では、前記供給ローラ１１０の回転に伴って前記供給ローラ側摩擦力を介して前記シート１５０が搬送される。
　この際、前記トルクリミッタ１の前記外輪体２３は、前記シート１５０の搬送に応じて前記トルクリミッタ側摩擦力を介して軸線回り開放方向へ回転される。
　即ち、前記外輪体２３には、前記シート１５０を介して軸線回り開放方向への回転トルクが作用する。
　この回転トルクが前記最大静止摩擦力Ｆ１及びＦ２のうち小さい方の摩擦力（例えば、Ｆ２）より大となるように設定しておけば、前記第１回転体１０及び前記コイルばね３０は回転せずに、前記第２外周面２０ａが前記コイルばね３０に対して摺接しながら、前記第２回転体２０だけが軸線回りに回転する。
　従って、シート１５０は前記供給ローラ１１０及び分離ローラ１２０として作用する前記トルクリミッタ１によって狭持された状態で搬送される。
　一方、前記供給ローラ１１０及び前記外輪体２３の間に複数枚のシート１５０ａ、１５０ｂが積層状態で挟まれると、前記供給ローラ１１０の回転に伴って前記供給ローラ１１０に接する一枚の供給ローラ側シート１５０ａだけが搬送される。
　即ち、前述の通り、供給ロール側摩擦力及びトルクリミッタ側摩擦力の双方がシート間摩擦力よりも大とされている為、前記供給ロール１１０及び前記外輪体２３の間に複数枚のシート１５０ａ、１５０ｂが積層状態で挟まれると、前記供給ローラ側シート１５０ａと当該供給ローラ側シートに接する他のシート１５０ｂとの間で滑りが生じる。
　詳しく説明すると、前記供給ローラ１１０の回転に応じて、供給ローラ側摩擦力を介して供給ローラ側シート１５０ａが搬送される。この際、シート間摩擦力を介して伝達される回転トルクが前記外輪体２３に付加される。
　このシート間摩擦力を介して伝達される回転トルクが、前記最大静止摩擦力Ｆ１及びＦ２のうち小さい方の摩擦力（例えば、Ｆ２）より小となるように設定しておけば、前記第２回転体２０は回転せずに、前記供給ローラ側シート１５０ａだけが隣接する他のシート１５０ｂに対して滑りながら、搬送される。
　斯かる構成の前記トルクリミッタ１は、図７に示す従来のトルクリミッタ２００に比して、耐久性の向上を図ることができる。
　即ち、図７に示すように、従来のトルクリミッタ２００は、内輪体２１０と、前記内輪体に巻き付けられたコイルばね２３０と、前記内輪体２１０に相対回転自在に外挿された外輪体２２０とを有している。
　前記コイルばね２３０は、前記内輪体２１０に巻き付けられた本体部２３１と、前記本体部２３１の一端側から延在された係合片２３３とを有しており、前記係合片２３３が前記外輪体２２０に係合されている。
　前記従来のトルクリミッタ２００においては、前記コイルばね２３０を拡径させる方向の回転トルクが前記外輪体２２０に作用すると、前記回転トルクが所定値を越えた時点で、前記外輪体２２０が前記コイルばね２３０と共に、前記内輪体２１０に対して相対回転する。
　この際、前記コイルばね２３０の前記係合片２３３に前記回転トルクが局所的に作用することになり、前記コイルばね２３０の耐久性を向上させ難いという問題があった。
　これに対し、本実施の形態に係るトルクリミッタ１においては、前記第１及び第２回転体１０、２０の一方（駆動側回転体）に作用する回転トルクは、前記コイルばね３０のうち前記駆動側回転体に巻き付けられている領域の全体に亘って作用することになる。
　従って、本実施の形態に係るトルクリミッタ１は、前記回転トルクが前記コイルばね２３０の係合片２３３に局所的に作用する従来のトルクリミッタ２００に比して、耐久性を向上させることができる。
　さらに、前述の通り、本実施の形態に係るトルクリミッタ１においては、断面形状において内辺３１及び外辺３２が側辺３３よりも長いばねを前記コイルばね３０として用いている為、前記第１及び第２回転体１０、２０を支持する為の支持構造の簡略化を図ることができる。
　以下、前記トルクリミッタ１の一例（実施例）に対して行った耐久試験について説明する。
　前記実施例として、図１～図４に示す形態を有し、且つ、下記寸法及び材質の同一構成のトルクリミッタを３つ作成した（実施例１～３）。
　第１回転体１０：ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂
　第１外周面１０ａの外径：６．３ｍｍ
　第２回転体２０：ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂
　第２外周面２０ａの外径：６．０ｍｍ
　コイルばね３０：断面形状が０．７６２ｍｍ×０．５０８ｍｍの矩形状とされたピアノ線によって、前記第１回転体１０を固定した状態で前記第２回転体２０を軸線回り開放方向へ回転させる際に要する回転トルクが２．２ｃＮ・ｍとなるように形成された螺旋体
　比較例として、図７に示す形態を有し、且つ、下記寸法及び材質の同一構成のトルクリミッタを３つ作成した（比較例１～３）。
　内輪体２１０：ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂
　内輪体２１０の外径：６．０ｍｍ
　外輪体２２０：ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂
　コイルばね２３０：断面形状が０．７６２ｍｍ×０．５０８ｍｍの矩形状とされたピアノ線によって、前記内輪体２１０を固定した状態で前記外輪体２２０を軸線回り開放方向へ回転させる際に要する回転トルクが２．２ｃＮ・ｍとなるように形成された螺旋体
　前記実施例１～３に対し、前記第１回転体１０を固定した状態で前記第２回転体２０を軸線回り開放方向へ回転数２５０ｒｐｍで１秒間回転させ、その後、９秒間停止させるＯＮ・ＯＦＦ動作を１枚のシートを搬送する１サイクルとし、このサイクルを繰り返して、前記第１回転体１０及び前記コイルばね３０は回転させずに、前記第２回転体２０だけを軸線回りに回転させる際に要する回転トルクを測定した。
　その測定結果を図８(a)に示す。
　前記比較例１～３に対し、前記内輪体２１０を固定した状態で前記外輪体２２０を軸線回り開放方向へ回転数２５０ｒｐｍで１秒間回転させ、その後、９秒間停止させるＯＮ・ＯＦＦ動作を１サイクルとし、このサイクルを繰り返して、前記内輪体２１０は回転させずに、前記外輪体２２０及び前記コイルばね２３０を軸線回りに回転させる際に要する回転トルクを測定した。
　その測定結果を図８(b)に示す。
　図８(b)に示すように、前記比較例１～３においては、４０００サイクルを越えた時点で前記外輪体２２０を回転させる為に要する回転トルクが上昇し始め、以降、８０００サイクルまでサイクルの回数増加に応じて回転トルクが上昇した。
　これに対し、前記実施例１～３においては、８０００サイクルまで、前記第２回転体２０を回転させる為に要する回転トルクに実質的変化はみられなかった。
　この結果からも、本実施の形態に係るトルクリミッタ１は、従来のトルクリミッタ２００に比して、耐久性を向上させ得ることが確認できる。
　なお、本実施の形態においては、前記第２回転体２０が前記軸受孔２０ｃを有する前記本体部２１を備えており、前記支持部材４０は、前記第１回転体１０の前記内挿軸１３のうち前記軸受孔２０ｃから軸線方向一方側へ延在された部位１３ａと、前記第１回転体１０の前記外方延在軸１５とを支持するように構成されているが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
　図９に、本実施の形態の第１変形例に係るトルクリミッタ１Ｂの縦断側面図を示す。
　なお、図中、本実施の形態におけると同一部材には同一符号を付している。
　図９に示すように、前記第１変形例に係るトルクリミッタ１Ｂは、第１回転体１０Ｂと、第２回転体２０Ｂと、前記コイルばね３０と、前記第１及び第２回転体１０Ｂ、２０Ｂを同軸上で相対回転自在に支持する支持部材４０Ｂとを備えている。
　前記第１回転体１０Ｂは、前記第１端面１０ｂ及び前記第１外周面１０ａを有し、前記第１当接領域１９より径方向内方において軸線方向他方側Ｄ２へ延びる軸受孔１０ｃが設けられた本体部１１Ｂと、前記本体部１１Ｂから軸線方向他方側Ｄ２へ延びる外方延在軸１５とを有している。
　前記第２回転体２０Ｂは、前記第２端面２０ｂ及び前記第２外周面２０ａを有する本体部２１Ｂと、前記本体部２１Ｂから軸線方向一方側Ｄ１へ延びる外方延在軸２５Ｂと、前記第２当接領域２９より径方向内方において前記本体部２１Ｂから軸線方向他方側Ｄ２へ延びて、前記軸受孔１０ｃに挿入される内挿軸２７Ｂとを有している。
　前記支持部材４０Ｂは、前記第２回転体２０Ｂの軸線方向一方側に当接することで前記第２回転体２０Ｂの軸線方向一方側Ｄ１への移動を防止しつつ、前記第２回転体２０Ｂの前記外方延在軸２５Ｂを支持する第１支持壁４１Ｂと、前記第１回転体１０Ｂの軸線方向他方側に当接することで前記第１回転体１０Ｂの軸線方向他方側Ｄ２への移動を防止しつつ、前記第１回転体１０Ｂの前記外方延在軸１５を支持する第２支持壁４２と、前記第１支持壁４１Ｂ及び前記第２支持壁４２を連結する底壁４３とを有している。
　図１０に、本実施の形態の第２変形例に係るトルクリミッタ１Ｃの縦断側面図を示す。
　なお、図中、本実施の形態１及び前記第１変形例１Ｂにおけると同一部材には同一符号を付している。
　図１０に示すように、前記第２変形例に係るトルクリミッタ１Ｃは、第１回転体１０Ｃと、第２回転体２０Ｃと、前記コイルばね３０と、前記支持部材４０Ｂとを備えている。
　前記第１回転体１０Ｃは、前記第１端面１０ｂ及び前記第１外周面１０ａを有する本体部１１と、前記第１当接領域１９ｂより径方向内方において前記本体部１１から軸線方向一方側へ延びる内挿軸１３Ｃと、前記本体部１１から軸線方向他方側へ延びる外方延在軸１５とを有している。
　前記第２回転体２０Ｃは、前記第２端面２０ｂ及び前記第２外周面２０ａを有し、前記第２当接領域２９より径方向内方において軸線方向一方側へ延びる軸受孔２０ｃが設けられた本体部２１Ｃと、前記本体部２１Ｃから軸線方向一方側へ延びる外方延在軸２５Ｂとを有している。
　図１１に、本実施の形態の第３変形例に係るトルクリミッタ１Ｄの縦断側面図を示す。
　なお、図中、本実施の形態１、前記第１変形例１Ｂ及び第２変形例１Ｃにおけると同一部材には同一符号を付している。
　図１１に示すように、前記第３変形例に係るトルクリミッタ１Ｄは、第１回転体１０Ｄと、第２回転体２０Ｄと、前記コイルばね３０と、前記支持部材４０Ｂとを備えている。
　前記第１回転体１０Ｄは、前記第１端面１０ｂ及び前記第１外周面１０ａを有する本体部１１と、前記本体部１１から軸線方向他方側へ延びる外方延在軸１５とを有している。
　前記第２回転体２０Ｄは、前記第２端面２０ｂ及び前記第２外周面２０ａを有する本体部２１Ｂと、前記本体部２１Ｂから軸線方向一方側へ延びる外方延在軸２５Ｂとを有している。
　第３変形例においては、前記第１端面１０ｂの全体が第１当接領域１９を形成し、前記第２端面２０ｂの全体が第２当接領域２９を形成している。
１、１Ｂ～１Ｄ　　　　トルクリミッタ
１０　　　　　　　　　第１回転体
１０ａ　　　　　　　　第１外周面
１０ｂ　　　　　　　　第１端面
１１、１１Ｂ　　　　　本体部
１３　　　　　　　　　内挿軸
１５　　　　　　　　　外方延在軸
１９　　　　　　　　　第１当接領域
２０　　　　　　　　　第２回転体
２０ａ　　　　　　　　第２外周面
２０ｂ　　　　　　　　第２端面
２０ｃ　　　　　　　　軸受孔
２１、２１Ｂ　　　　　本体部
２３　　　　　　　　　外輪体
２５Ｂ　　　　　　　　外方延在軸
２７Ｂ　　　　　　　　内挿軸
２９　　　　　　　　　第２当接領域
３０　　　　　　　　　コイルばね
３１　　　　　　　　　内辺
３２　　　　　　　　　外辺
３３　　　　　　　　　側辺
４０、４０Ｂ　　　　　支持部材
４１、４１Ｂ　　　　　第１支持壁
４２　　　　　　　　　第２支持壁

Claims (8)

  1. 　軸線方向一方側を向く第１端面及び前記第１端面の径方向外端部から軸線方向他方側へ延びる第１外周面を有する第１回転体と、軸線方向他方側を向く第２端面及び前記第２端面の径方向外端部から軸線方向一方側へ延びる第２外周面を有し、前記第２端面における第２当接領域が前記第１端面における第１当接領域に当接された状態で前記第１回転体と同軸上に配置される第２回転体と、前記第１及び第２外周面に跨がるように外挿されたコイルばねとを備え、
    　前記コイルばねを拡径させる方向への回転トルクが前記第１又は第２回転体に付加される際に、前記回転トルクが所定値未満の状態では前記第１及び第２回転体が前記コイルばねを介して一体回転し、且つ、前記回転トルクが所定値を越えると前記第１及び第２回転体の一方と前記コイルばねとが前記第１及び第２回転体の他方に対して相対回転するように、前記コイルばね及び前記第１外周面の間の最大静止摩擦力と前記コイルばね及び前記第２外周面の間の最大静止摩擦力とに差異が設けられていることを特徴とするトルクリミッタ。
  2. 　前記コイルばねの断面形状は、前記第１及び第２外周面に当接する内辺と、前記内辺の両端部から径方向外方へ延びる一対の側辺と、前記一対の側辺の径方向外端部同士を連結する外辺とを有し、前記内辺及び前記外辺が前記一対の側辺よりも長い長方形状とされていることを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッタ。
  3. 　前記第１端面のうち径方向外方部分が前記第１当接領域を形成し、
    　前記第２端面のうち径方向外方部分が前記第２当接領域を形成しており、
    　前記第１回転体は、前記第１端面及び前記第１外周面を有する本体部と、前記第１当接領域より径方向内方において前記本体部から軸線方向一方側へ延びる内挿軸と、前記本体部から軸線方向他方側へ延びる外方延在軸とを含み、
    　前記第２回転体は、前記第２端面及び前記第２外周面を有し、前記第２当接領域より径方向内方に前記内挿軸が軸線回り回転自在に挿入される軸受孔が設けられた筒状の本体部と、前記第２外周面との間に前記コイルばねを収容するスペースを画した状態で前記本体部に一体形成された外輪体とを含む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。
  4. 　前記第１及び第２回転体を軸線回り回転自在に支持する支持部材を備え、
    　前記支持部材は、前記第２回転体の軸線方向一方側に当接することで前記第２回転体の軸線方向一方側への移動を防止しつつ、前記内挿軸のうち前記軸受孔から軸線方向一方側へ延在された部位を支持する第１支持壁と、前記第１回転体の軸線方向他方側に当接することで前記第１回転体の軸線方向他方側への移動を防止しつつ、前記外方延在軸を支持する第２支持壁とを有していることを特徴とする請求項３に記載のトルクリミッタ。
  5. 　前記第１端面のうち径方向外方部分が前記第１当接領域を形成し、
    　前記第２端面のうち径方向外方部分が前記第２当接領域を形成しており、
    　前記第１回転体は、前記第１端面及び前記第１外周面を有し、前記第１当接領域より径方向内方において軸線方向他方側へ延びる軸受孔が設けられた本体部と、前記本体部から軸線方向他方側へ延びる外方延在軸とを含み、
    　前記第２回転体は、前記第２端面及び前記第２外周面を有する本体部と、前記本体部から軸線方向一方側へ延びる外方延在軸と、前記第２当接領域より径方向内方において前記本体部から軸線方向他方側へ延びて、前記軸受孔に挿入される内挿軸とを含む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。
  6. 　前記第１及び第２回転体を軸線回り回転自在に支持する支持部材を備え、
    　前記支持部材は、前記第２回転体の軸線方向一方側に当接することで前記第２回転体の軸線方向一方側への移動を防止しつつ、前記第２回転体の前記外方延在軸を支持する第１支持壁と、前記第１回転体の軸線方向他方側当接することで前記第１回転体の軸線方向他方側への移動を防止しつつ、前記第１回転体の前記外方延在軸を支持する第２支持壁とを有していることを特徴とする請求項５に記載のトルクリミッタ。
  7. 　前記コイルばねは軸線方向全域に亘って同一内径を有し、
    　前記第１外周面が前記第２外周面よりも大径とされていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のトルクリミッタ。
  8. 　前記コイルばねは軸線方向全域に亘って同一内径を有し、
    　前記第２外周面が前記第１外周面よりも大径とされていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のトルクリミッタ。
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