(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂で形成され内輪部材の外周に潤滑剤を介して締まり嵌めされたコイルバネと、
前記コイルバネの一端を保持するハウジングとを備え、
前記内輪部材と前記ハウジングとの間のトルクが所定値以下のときは前記コイルバネがスリップせずに前記内輪部材と前記ハウジングとの間でトルク伝達を行い、前記内輪部材と前記ハウジングとの間のトルクが所定値を超えたときは前記コイルバネがスリップして前記内輪部材と前記ハウジングとの間のトルク伝達を遮断するトルクリミッタにおいて、
前記コイルバネは、２方向に金型が引き抜き可能な形状であることを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】
前記潤滑剤の飛散防止手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のトルクリミッタ。
【請求項３】
前記飛散防止手段は、前記コイルバネの一端を保持した前記ハウジングと反対側の前記内輪部材の端部に設けられた鍔部であることを特徴とする請求項２記載のトルクリミッタ。
【請求項４】
前記飛散防止手段は、前記コイルバネの一端を保持した前記ハウジングと反対側の前記内輪部材の端部から前記ハウジング側に延伸して前記コイルバネを囲繞する覆い部であることを特徴とする請求項２記載のトルクリミッタ。
【請求項５】
前記飛散防止手段は、前記コイルバネの一端を保持した前記ハウジングから前記内輪部材側に延伸して前記コイルバネを囲繞する覆い部であること特徴とする請求項２記載のトルクリミッタ。
【請求項６】
前記コイルバネと接触する前記内輪部材の外周面は、複数の凸部を有したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトルクリミッタ。
【請求項７】
前記請求項１乃至６のいずれか１項に記載のトルクリミッタと、
前記トルクリミッタの前記内輪部材を貫通して設けられ前記内輪部材に連結されたシャフトとを備えたことを特徴とするトルクリミッタユニット。
【請求項８】
前記トルクリミッタの前記ハウジングに回転ローラ部材を取り付けたことを特徴とする請求項７記載のトルクリミッタユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定値以下のトルクは伝達し、所定値を超えるトルクの伝達は遮断するトルクリミッタ及びトルクリミッタユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トルクリミッタは、所定値を超える過大なトルクが作用したとき、その過大なトルクの伝達を遮断するものであり、例えば、ＯＡ機器などのプリンタや複写機の紙送り、搬送や排出部分の機構などに広く用いられている。
【０００３】
トルクリミッタには、機械的な摩擦によって回転トルクが得られる接触式のものがあり、接触式のトルクリミッタは、一般に、内輪部材、コイルバネ、ハウジングの３部品で構成されている。内輪部材の外周にコイルバネを締まり嵌めしてハウジングに固定し、内輪部材とコイルバネとの機械的な摩擦によって所定値の回転トルクが得られるようにしている。
【０００４】
そのような接触式のトルクリミッタとして、外輪部材の内側に内輪部材を回転自在に収納し、内輪部材のまわりにコイルバネを締まり嵌めすると共に、その端部に設けたフックを外輪部材に固定した蓋に係合したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２６２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、接触式のトルクリミッタは、内輪部材とコイルバネとの摩擦摺動により回転トルクが得られる構造であり、通常、内輪部材は樹脂で形成され、コイルバネは金属で形成されているので、内輪部材が摩擦摺動により摩耗する。そこで、内輪部材の摩耗を低減するために、内輪部材には炭素繊維を多く含有する高価なPPS（Polyphenylenesulfide）素材を使用している。このことからコスト高となっている。また、接触式のトルクリミッタは、内輪部材、コイルバネ、ハウジングの３部品で構成されているのでコスト高となっている。
【０００７】
本発明の目的は、内輪部材の摩耗の軽減及び部品点数の削減ができ、しかもコスト低減が図れるトルクリミッタ及びトルクリミッタユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明に係るトルクリミッタは、樹脂で形成され内輪部材の外周に潤滑剤を介して締まり嵌めされたコイルバネと、前記コイルバネの一端を保持するハウジングとを備え、前記内輪部材と前記ハウジングとの間のトルクが所定値以下のときは前記コイルバネがスリップせずに前記内輪部材と前記ハウジングとの間でトルク伝達を行い、前記内輪部材と前記ハウジングとの間のトルクが所定値を超えたときは前記コイルバネがスリップして前記内輪部材と前記ハウジングとの間のトルク伝達を遮断するトルクリミッタにおいて、前記コイルバネは、２方向に金型が引き抜き可能な形状であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係るトルクリミッタは、請求項１の発明において、前記潤滑剤の飛散防止手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明に係るトルクリミッタは、請求項２の発明において、前記飛散防止手段は、前記コイルバネの一端を保持した前記ハウジングと反対側の前記内輪部材の端部に設けられた鍔部であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明に係るトルクリミッタは、請求項２の発明において、前記飛散防止手段は、前記コイルバネの一端を保持した前記ハウジングと反対側の前記内輪部材の端部から前記ハウジング側に延伸して前記コイルバネを囲繞する覆い部であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明に係るトルクリミッタは、請求項２の発明において、前記飛散防止手段は、前記コイルバネの一端を保持した前記ハウジングから前記内輪部材側に延伸して前記コイルバネを囲繞する覆い部であること特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明に係るトルクリミッタは、請求項１乃至５の発明において、前記コイルバネと接触する前記内輪部材の外周面は、複数の凸部を有したことを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明に係るトルクリミッタユニットは、前記請求項１乃至６のいずれか１項に記載のトルクリミッタと、前記トルクリミッタの前記内輪部材を貫通して設けられ前記内輪部材に連結されたシャフトとを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明に係るトルクリミッタユニットは、請求項７の発明において、前記トルクリミッタの前記ハウジングに回転ローラ部材を取り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、樹脂で形成されたコイルバネを用いたので、ハウジング部材と一体形成することが可能となり、部品点数を削減することができる。また、内輪部材とコイルバネとの摩耗も軽減できる。これによりコストの低減が図れる。さらに、コイルバネは、２方向に金型を引き抜き可能な形状であるので、コイルバネの金型サイズを小さくでき安価に制作できる。
【００１８】
請求項２乃至請求項５の発明によれば、内輪部材とコイルバネとの間の潤滑剤が飛散することを防止できる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、コイルバネと接触する内輪部材の外周面は複数の凸部を有するので、コイルバネと内輪部材の外周面との接触面積が小さくなり、動摩擦トルクと静摩擦トルクとの差を小さくできる。また、潤滑剤の保持力を高めることができる。
【００２１】
請求項７及び請求項８の発明によれば、請求項１乃至請求項６の効果を備えたトルクリミッタユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るトルクリミッタの実施例１の構成図。
【図２】本発明の実施形態に係るトルクリミッタの実施例２の構成図。
【図３】本発明の実施形態に係るトルクリミッタの実施例３の構成図。
【図４】本発明の実施形態に係るトルクリミッタの実施例４の構成図。
【図５】本発明の実施形態の内輪部材の外周面の一例を示す側面図
【図６】本発明の実施形態の内輪部材の凸部外周面形状の一例を示す斜視図。
【図７】本発明の実施形態のコイルバネを成型機で成型する場合の説明図。
【図８】本発明の実施形態に係るトルクリミッタユニットの一例の構成図。
【図９】本発明の実施形態に係るトルクリミッタユニットの他の一例の構成図。
【図１０】従来のコイルバネを成型機で成型する場合の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係るトルクリミッタの実施例１の構成図である。本発明の実施形態に係るトルクリミッタ１１は、シャフトが装着される内輪部材１２と、内輪部材１２の外周に締まり嵌めされたコイルバネ１３と、コイルバネ１３の一端を保持するハウジング１４とから構成される。内輪部材１２は樹脂で円筒状に形成され、ハウジング１４を貫通して配置される。内輪部材１２にはシャフトが挿入されて、シャフトと内輪部材１２とが連結される。
【００２４】
本発明の実施形態では、コイルバネ１３は金属に代えて樹脂で形成され、内輪部材１２の外周に締まり嵌めされる。そして、そのコイルバネ１３の一端はハウジング１４に固定される。ハウジング１４は樹脂で形成される。
【００２５】
このように、本発明の実施形態では、コイルバネ１３が樹脂で形成されることから、コイルバネ１３とハウジング１４とを樹脂で一体形成することも可能である。コイルバネ１３とハウジング１４と一体形成すると、トルクリミッタ１１は、シャフトが装着される内輪部材１２と、コイルバネ１３を有したハウジング１４との２つの部品で構成されることになり、部品点数の削減となる。
【００２６】
内輪部材１３の外周には潤滑剤が塗布され、内輪部材１２とコイルバネ１３との摩耗を軽減するようにしている。これは、トルクリミッタ１１は、内輪部材１２とコイルバネ１３との機械的な摩擦によって所定値の回転トルクが得られるようにしているので、内輪部材１２とコイルバネ１３との摩擦による摩耗を軽減するためである。
【００２７】
このトルクリミッタ１１は、内輪部材１２とハウジング１４との間のトルクが所定値以下のときはコイルバネ１３がスリップせずに、内輪部材１２とハウジング１４との間でトルク伝達を行う。一方、内輪部材１２とハウジング１４との間のトルクが所定値を超えたときは、コイルバネ１３がスリップして内輪部材１２とハウジング１４との間のトルク伝達を遮断する。
【００２８】
その際、内輪部材１２及びコイルバネ１３は樹脂で形成されているので、内輪部材１２とコイルバネ１３との摩擦による摩耗を軽減できる。このことから、従来の金属のコイルバネ１３の場合のように、内輪部材１２として炭素繊維を多く含有する高価なPPS素材を使用する必要がなくなるので、コストの低減を図ることができる。
【００２９】
図２は本発明の実施形態に係るトルクリミッタの実施例２の構成図である。この実施例２は、図１に示した実施例１に対し、潤滑剤の飛散防止手段として、内輪部材１２の端部に鍔部１５を追加して設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３０】
潤滑剤の飛散防止手段としての鍔部１５は、コイルバネ１３の一端を保持したハウジング１４と反対側の内輪部材１２の端部に設けられる。この鍔部１５は内輪部材１２と一体形成することも可能である。この鍔部１５により、内輪部材１２の軸方向への潤滑剤の飛散を効果的に防止できる。
【００３１】
図３は本発明の実施形態に係るトルクリミッタの実施例３の構成図である。この実施例３は、図１に示した実施例１に対し、潤滑剤の飛散防止手段として、コイルバネ１３を囲繞する覆い部１６を内輪部材１２の端部に追加して設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３２】
潤滑剤の飛散防止手段としての覆い部１６は、コイルバネ１３の一端を保持したハウジング１４と反対側の内輪部材１２の端部から、ハウジング１４側に延伸してコイルバネ１３を囲繞する。この覆い部１６は内輪部材１２と一体形成することも可能である。この覆い部１６により、内輪部材１２の軸方向への潤滑剤の飛散、及び内輪部材１２の半径方向への潤滑剤の飛散を効果的に防止できる。
【００３３】
図４は本発明の実施形態に係るトルクリミッタの実施例４の構成図である。この実施例４は、図１に示した実施例１に対し、潤滑剤の飛散防止手段として、コイルバネ１３を囲繞する覆い部１７をハウジング１４に追加して設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３４】
潤滑剤の飛散防止手段としての覆い部１７は、コイルバネ１３の一端を保持したハウジング１４から内輪部材１２側に延伸してコイルバネ１３を囲繞する。この覆い部１７はハウジング１４と一体形成することも可能である。なお、コイルバネ１３とハウジング１４とを一体形成する場合には、覆い部１７をハウジング１４と一体形成することは困難であるので、別々に形成して取り付けることになる。この覆い部１７により、内輪部材１２の軸方向への潤滑剤の飛散、及び内輪部材１２の半径方向への潤滑剤の飛散を効果的に防止できる。
【００３５】
前述したように、内輪部材１２の外周には潤滑剤を介してコイルバネ１３が締まり嵌めされるが、コイルバネ１３と接触する内輪部材１２の外周面に複数の凸部１８を設けるようにしてもよい。
【００３６】
図５は本発明の実施形態の内輪部材１２の外周面に凸部１８を形成した一例を示す側面図である。図５に示すように、コイルバネ１３と接触する内輪部材１２の外周面には、複数の凸部１８が設けられている。この凸部１８にコイルバネ１３が施されたとき、コイルバネ１３の内側面と内輪部材１２の外周面との接触面積が小さくなる。
【００３７】
これにより、内輪部材１２とコイルバネ１３との機械的な摩擦によって得られる回転トルクの動摩擦トルクと静摩擦トルクとの差を小さくできる。また、潤滑剤は凸部１８によって形成される凹部に滞留させることができるので、潤滑剤の保持力を高めることができる。
【００３８】
図６は本発明の実施形態の内輪部材１２の凸部外周面形状の一例を示す斜視図であり、図６（ａ）は凸部１８ａの先端が平坦でコイルバネと直交方向で面接触するもの（外周面形状１）、図６（ｂ）はコイルバネと同方向で線接触する凸部１８ｂを有したもの（外周面形状２）、図６（ｃ）はコイルバネと点接触する凸部１８ｃを有したもの（外周面形状３）、図６（ｄ）はコイルバネと直交方向で線接触する凸部１８ｄを有したもの（外周面形状４）を示している。
【００３９】
これらの外周面形状１、２、３、４につき、トルク抜け［％］の評価を行った。トルク抜け［％］は、内輪部材１２の回転量は一定であるのに回転トルクが大幅に小さくなる比率であり、トルク抜け［％］が小さいと評価がよいことになる。動摩擦トルクと静摩擦トルクとの差が小さいとトルク抜け［％］は小さくなる。外周面形状１、２、３、４の評価結果は、外周面形状１、外周面形状２、外周面形状３、外周面形状４の順番であった。
【００４０】
また、耐久性評価を行うと、外周面形状１が最もよい結果が得られた。従って、コイルバネ１３と接触する内輪部材１２の外周面に設ける凸部１８は、図６（ａ）に示す凸部１８ａの先端が平坦でコイルバネと直交方向で面接触するもの（外周面形状１）が望ましい。
【００４１】
次に、本発明の実施形態のコイルバネ１３について説明する。本発明の実施形態では、コイルバネ１３は樹脂で形成することから、金型に樹脂を注入して成型することになる。コイルバネ１３は螺旋状に旋回したスパイラル部を有するので、このようなバネ形状では、３方向以上に引き抜き可能な金型をスライドさせて成型しなければならない。そのため、大型の成型機でないと成型することができないので、金型費用や製品単価が高くなる。
【００４２】
図１０は従来のコイルバネ１３を成型機で成型する場合の説明図であり、図１０（ａ）は従来のコイルバネ１３の斜視図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸ−Ｘ線での断面図である。図１０（ａ）に示すように、Ｘ−Ｘ線での断面で矢印Ａ１方向と矢印Ａ２方向との２方向に金型をスライドさせようとすると、図１０（ｂ）に示すように、コイルバネ１３は螺旋状に旋回した形状であるので、金型の引き抜き側から見て奥が広く手前が狭くなる。従って、コイルバネ１３の外周部２４の側壁部一部２５が金型に引っ掛かり金型を取り外すことができない。そこで、本発明の実施形態では、コイルバネ１３の形状を、２方向に金型を引き抜き可能な形状に形成する。
【００４３】
図７は本発明の実施形態のコイルバネ１３を成型機で成型する場合の説明図であり、図７（ａ）は本発明の実施形態のコイルバネ１３の斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ−Ｘ線での断面図である。図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、本発明の実施形態のコイルバネ１３は、直線部とスパイラル部（斜め部）とを有し、図７（ａ）に示すように、コイルバネ１３の直線部の直交する方向のＸ−Ｘ線での断面を取り、その断面で、コイルバネ１３は、金型の引き抜き側から見て手前が広くて奥が狭くなるように形成される。従って、矢印Ａ１方向と矢印Ａ２方向との２方向に金型をスライドさせても、コイルバネ１３の外周部２４の側壁部一部２５が金型に引っ掛かることはなくなる。
【００４４】
このように、本発明の実施形態のコイルバネ１３は、直線部とスパイラル部（斜め部）とを有し、コイルバネ１３の外周部２４の断面形状は台形状にする。そして、コイルバネ１３の直線部の直交する部分の断面で、コイルバネ１３は、金型の引き抜き側から見て手前が広くて奥が狭くなるように形成されるので、コイルバネ１３の外周部２４の側壁部一部２５が金型に引っ掛かることはなくなる。従って、コイルバネ１３の金型サイズを小さくでき、小型の成型機での成型が可能になり、金型費用及び製品単価を抑制できる。
【００４５】
図８は本発明の実施形態に係るトルクリミッタユニットの一例の構成図である。この一例のトルクリミッタユニットは、図１に示したトルクリミッタ１１にシャフト１９を装着したものである。樹脂で円筒状に形成された内輪部材１２にシャフト１９を貫通して、トルクリミッタユニットを形成している。シャフト１９は、シャフト１９に設けられたシャフト連結凸部２０が内輪部材１２の内面に設けられたシャフト連結凹部２１に係合して、シャフト１９は内輪部材１２に連結される。
【００４６】
図８では、図１に示した実施例１のトルクリミッタ１１にシャフト１９を装着したトルクリミッタユニットを示したが、図２に示した実施例２、図３に示した実施例３、図４に示した実施例４のトルクリミッタ１１にシャフト１９を装着し、トルクリミッタユニットを形成するようにしてもよい。
【００４７】
図９は本発明の実施形態に係るトルクリミッタユニットの他の一例の構成図である。この他の一例のトルクリミッタユニットは、図８に示したトルクリミッタユニットに対し、トルクリミッタ１１のハウジング１４に回転ローラ部材２２を追加して取り付けたものである。図８と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４８】
このトルクリミッタユニットのトルクリミッタ１１に回転ローラ部材２２が取り付けられている。回転ローラ部材２２のローラ部２３は、例えば、複写機の用紙ストックからカット紙を連続して送り出すゴムローラである。
【００４９】
図９では、図１に示した実施例１のトルクリミッタ１１にシャフト１９を装着したトルクリミッタユニットを示したが、図２に示した実施例２、図３に示した実施例３、図４に示した実施例４のトルクリミッタ１１にシャフト１９を装着してもよい。
【００５０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１１…トルクリミッタ、１２…内輪部材、１３…コイルバネ、１４…ハウジング、１５…鍔部、１６…覆い部、１７…覆い部、１８…凸部、１９…シャフト、２０…シャフト連結凸部、２１…シャフト連結凹部、２２…回転ローラ部材、２３…ローラ部
【図１】
0005508556.tif 000002
【図２】
0005508556.tif 000003
【図３】
0005508556.tif 000004
【図４】
0005508556.tif 000005
【図５】
0005508556.tif 000006
【図６】
0005508556.tif 000007
【図７】
0005508556.tif 000008
【図８】
0005508556.tif 000009
【図９】
0005508556.tif 000010
【図１０】
0005508556.tif 000011