(57)【要約】【課題】紙さばき部等において用いられるトルクリミッタにおいて、高トルクを維持しつつコンパクト化・低コスト化を図ることである。【解決手段】支持枠２の一側部が揺動軸により基台１に取付けられるとともに、該支持枠２の他側部と前記基台１との間にコイルばね４が介在され、前記支持枠に設けたローラ支持穴に対向した傾斜案内面１１、１１が設けられ、各傾斜案内面１１にスライド可能な側板部材５が設けられ、各側板部材５の対向面にそれぞれクサビ角βを有するテーパ部１３が設けられ、前記ローラ支持穴に嵌合されたローラ３両端面のテーパ凹部２２に前記のテーパ部１３がそれぞれ嵌合され、前記各テーパ部１３の先端に他方の側板部材５に達する長さの軸１４と他方の軸１４を受け入れる軸穴１５が設けられた構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持枠の一側部が揺動軸により基台に取付けられるとともに、該支持枠の他側部と前記基台との間に弾性部材が介在され、前記支持枠にローラ支持穴が設けられ、該ローラ支持穴の前記揺動軸の軸方向に対向した２面に内向きの傾斜案内面が設けられ、各傾斜案内面にその傾斜方向にスライド可能に側板部材が嵌合され、各側板部材の対向面にそれぞれ軸線に対する傾斜角によってクサビ角が定められたテーパ部が形成され、各テーパ部の先端に相手側板部材に達する長さの軸と相手側板部材の軸を受け入れる軸穴が設けられ、前記各側板部材の軸が前記支持枠に嵌入されたローラに貫通され、各テーパ部が前記ローラの両端面に形成されたテーパ凹部に嵌合され、各側板部材の軸が相手側板部材の軸穴に挿入されたトルクリミッタ。
【請求項２】
前記ローラが給送ローラと接触することによりその接触部分にラジアル方向のニップ圧が付与されるようになっており、前記各側板部材の軸が断面半円形に形成され、両方の軸の平坦面が相互に当接され両方の軸によって円柱形の軸が形成され、その当接面が前記ニップ圧の作用する面内に存在するようにした請求項１に記載のトルクリミッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、低コスト化、コンパクト化の進展している複写機やプリンタ等の事務機器に対応可能な低コストでコンパクトなトルクリミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
事務機器の紙さばき部等において用いられるトルクリミッタとして、給送ローラに対し所要のニップ圧で押し付けられた従動ローラが固定ドラムに嵌合されるとともに、その固定ドラムの外径面と従動ローラの内径面との間にコイルばねが介在される。そのコイルばねの一端部が従動ローラの内径面に係合され、他端部側が固定ドラムの周りに所定の緊縛力で巻き付けられるようにしたトルクリミッタが従来から知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、コンパクト化に適したトルクリミッタとして、内部部材に嵌合した外部部材の外径面に所要の縮径方向の弾性を有するスリット入りのスリーブ又はコイルばねを嵌合し、そのばね力により内部部材と外部部材の摺接面に所要のラジアル力を負荷し、両部材の相対回転により所要のトルクを発生させるようにしたものも従来から知られている（特許文献２）。
【０００４】
これらのトルクリミッタは、いずれも事務機器の分野において進展している低コスト化・コンパクト化の要求に応えるには不十分であることから、本出願の発明者はその要求に応えるべく従来のものとトルク発生機構において全く異なる新規なトルクリミッタを先に提案した（特願２００４−３２８０３０号）。
【０００５】
前記提案に係るトルクリミッタは、図７に示したように、対向一対の側板部材３１、３１の対向面にテーパ部３２、３２が設けられ、ローラ３３に貫通された軸３４の両端に前記各側板部材３１、３１を圧入固定するとともに、そのテーパ部３２、３２をローラ３３両端面の傾斜面３５、３５に当接させ、その当接面でトルクを発生させるようにしている。
【０００６】
前記の軸３４によって結合された一対の側板部材３１、３１の外端部には、基台３６に設けた支持アーム３７、３７がラジアル方向に貫通され、該支持アーム３７、３７に装着されたコイルばね３８、３８が前記側板部材３１、３１の外端部下面に押し当てられ、該側板部材３１、３１を介してローラ３３を上向きに付勢し、該ローラ３３に押し当てられた給送ローラ３９との間で一定のニップ圧を発生させるようにしている。
【０００７】
上記構成のトルクリミッタは、両側板部材３１、３１のテーパ部３２、３２がローラ３３のラジアル方向に対してなす角度がクサビ角θとなる。ローラ３３からラジアル負荷が加えられた際に、前記クサビ角θをもったテーパ部３１、３１と傾斜面３５、３５との当接によりトルクが発生される。前記のクサビ角θを相対的に小さく設定することにより当接面における摩擦力が増大し、一層大きなトルクを発生させることができる。
【０００８】
上記のトルクリミッタは、トルク発生部品としてばね等の特別の部品を必要としないのでコンパクト化を図ることができる。また、コイルばね３８、３８はニップ圧を発生させる作用と、前記のトルクを発生させる作用を兼ねるものであるので、部品点数の減少を図ることができるものである。
【特許文献１】特開平８−２７２６号公報（図２、段落００２２）
【特許文献２】特開２００３−１５６０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記の特許出願に係るトルクリミッタは、従来のものに比べ相当低コスト化、コンパクト化を図ることができる点で所期の目的を達成することができるものである。しかし、側板部材のテーパ部にローラの両端傾斜面を強く押し当てた場合、その圧力に負けて側板部材の位置ずれが生じ、発生トルクが低下する不具合がある。
【００１０】
そこで、この発明は側板部材の支持構造を設けることにより、側板部材の位置の安定を図り、大きいトルクを安定よく発生できるようにしたトルクリミッタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために、この発明は、支持枠の一側部が揺動軸により基台に取付けられるとともに、該支持枠の他側部と前記基台との間に弾性部材が介在され、前記支持枠にローラ支持穴が設けられ、該ローラ支持穴の前記揺動軸の軸方向に対向した２面に内向きの傾斜案内面が設けられ、各傾斜案内面にその傾斜方向にスライド可能に側板部材が嵌合され、各側板部材の対向面にそれぞれ軸線に対する傾斜角によってクサビ角が定められたテーパ部が形成され、各テーパ部の先端に相手側板部材に達する長さの軸と相手側板部材の軸を受け入れる軸穴が設けられ、前記各側板部材の軸が前記支持枠に嵌入されたローラに貫通され、各テーパ部が前記ローラの両端面に形成されたテーパ凹部に嵌合され、各側板部材の軸が相手側板部材の軸穴に挿入された構成としたものである。
【００１２】
上記構成のトルクリミッタは、ローラ上に給送ローラが押し付けられ、その押し付け力と前記弾性部材の弾性力がバランスして一定のニップ圧を発生させる。
ローラは両方の側板部材のテーパ部にラジアル方向の力を及ぼし、テーパ凹部とクサビ角を持った側板部材のテーパ部との嵌合面においてトルクを発生させる。これと同時に側板部材に外向きの力が作用し、各側板部材が支持枠の傾斜案内面に押し当てられる。その反力によって各側板部材が内向きに押圧され、前記テーパ部とテーパ凹部との嵌合面における前記のトルクを増大させる。
【００１３】
前記の各側板部材に設けられた軸は相互に相手側板部材の軸穴に挿入される。これによって各側板部材相互が連結され、相互のラジアル方向の位置決めが行われる。
【００１４】
なお、前記各側板部材の軸が断面半円形に形成され、両方の軸の平坦面が相互に当接され両方の軸によって円柱形の軸が形成され、その当接面が前記ニップ圧の作用する面内に存在するように構成することが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、この発明によると、紙さばき部に用いられる場合において、紙さばきに要するトルクを発生させるための付勢手段と、給送ローラとの間にニップ圧を発生させるための付勢手段が１つの弾性部材で兼用されるため構造が簡単になる。また、側板部材の間にローラがラジアル方向に強く押し込まれ両側板部材が外方に強く押圧されたとしても、側板部材の背面は支持枠で支持されるので安定しており、ローラのテーパ凹部と側板部材のテーパ部との間の摩擦によるトルクを確実に発生させることができる。また、トルク発生部の摩耗等によりローラを交換する際は、両方の側板部材を支持枠から抜くことにより容易に交換ができ、また再組立も簡単である。
【００１６】
さらに、側板部材は支持枠の傾斜案内面から内向きに押され、これによってテーパ部とテーパ凹部の嵌合面における発生トルクが一層増大する効果がある。
【００１７】
なお、各側板部材の軸が断面半円形に形成され、両方の軸の平坦面が相互に当接され両方の軸によって円柱形の軸が形成され、その当接面が前記ニップ圧の作用する面内に存在するように構成することによって、軸付きの２つの側板部材を同一形状の１種類の部材で構成でき、また軸の強度が増しニップ圧が負荷されたときの変形を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下にこの発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図面に示した実施形態のトルクリミッタは、基台１、支持枠２、ローラ３、及び付勢手段としてのコイルばね４及び一対の側板部材５、５とにより構成される。
【００１９】
図３及び図６に示したように、基台１に立設された支柱６に該基台１と平行な揺動軸７によって支持枠２が揺動自在に支持される。支持枠２は、図３及び図５に示したように、四角形の枠形をなし、その一側部に設けた対向一対のアーム８、８に前記の揺動軸７が挿通される。また、その揺動軸７を挿通した側縁と反対側の側縁の下面と前記基台１との間にコイルばね４が介在され、これによって支持枠２が基台１に対して上向き（基台１から離れる方向）に付勢される。
【００２０】
また、前記の支持枠２にその上下面に貫通した四角形のローラ支持穴９が設けられる。このローラ支持穴９は、前記揺動軸７の軸方向に沿った２面が上下面に対し直角に形成されているが、これらの２面と直角方向の２面、即ち揺動軸７の軸方向に対向する２面は、中心に向かって一定の角度α（図１（ａ）参照）で傾斜した傾斜案内面１１、１１となっている。また、各傾斜案内面１１の中心には上下方向のガイド溝１２、１２が設けられる（図５参照）。
【００２１】
前記の各傾斜案内面１１、１１に沿って側板部材５、５が設けられる。各側板部材５、５は、前記揺動軸７と平行の中心線をもった同一径の円柱体が本体部分をなし、相互に対向した内面に中心部分が相手方の方向に突き出したテーパ部１３が形成される。該テーパ部１３の軸線に対する傾斜角をクサビ角βと定める。
【００２２】
前記両方の側板部材５の各テーパ部１３の先端中心部には、図２に示したように、相手方の方向に突き出した断面半円形の軸１４と、相手の軸１４が挿入される軸穴１５が形成される。軸穴１５は軸１４の断面形状と同様の断面半円形に形成され、それぞれ側板部材５、５を貫通するように形成される。
【００２３】
なお、両方の側板部材５、５の各軸１４を相手側板部材の軸穴１５に挿入して相互に組み合わせた状態で両方の軸１４、１４は円柱形の軸を形成する（図２（ｃ）参照）。この場合、軸１４、１４が接する接合面Ｘ（図２(c)参照）は、ローラ３に作用するラジアル方向のニップ圧Ｐが作用する面内にある。
【００２４】
前記各側板部材５の支持枠２の傾斜案内面１１に対向した外端面１６（図６参照）は、該傾斜案内面１１と同一の傾斜角を有するとともに、前記ガイド溝１２にスライド自在に嵌合するガイドリブ１７が設けられる。このガイドリブ１７は前記接合面Ｘが含まれる方向に形成される。
【００２５】
前記のように各側板部材５の本体部分は同一形状であり、かつ軸１４、軸穴１５も同じ断面形状をなすので、全体として同一形状に形成される。したがって、１種類のものを所要数製作し、２個づつ左右に分けて使用することができる。
【００２６】
ローラ３は、中心穴１８を有するローラ本体１９と、その周りに装着したゴムローラ２１とからなり、ローラ本体１９の両端面に前記クサビ角βに一致するテーパ凹部２２が形成される。前記の中心穴１８は前記軸部１４より若干大径である。
【００２７】
ローラ３と側板部材５、５との組み立ては、ローラ３の中心穴１８にその両端部からそれぞれ側板部材５の軸１４を挿通し（図５の矢印Ａ参照）、中心穴１８において軸１４、１４相互の平坦面を当接させ円柱状に形成するとともに、相手側板部材の軸穴１５に挿通させ、テーパ部１３をテーパ凹部２２に嵌合させる。このようにしてローラ３と一対の側板部材５、５とを組み立てたのち、これらを前記の支持穴９の内部に挿入し（図５の矢印Ｂ参照）、ガイドリブ１７をガイド溝１２に嵌合させる。
【００２８】
実施形態のトルクリミッタは以上のように構成され、次にその作用について説明する。図１（ａ）のように組み立てた状態でローラ３に給送ローラ２３を押し当て、コイルばね４の弾性力とのバランスにより、両ローラ３、２３の間にニップ圧Ｐを生じさせる。給送ローラ２３によってローラ３がラジアル方向に押され、その両端面のテーパ凹部２２と側板部材５、５のテーパ部１３との間にクサビ角βの大きさに応じて発生する押圧力Ｆ１によりに所定のトルクが発生される（図１（ｂ）参照）。
【００２９】
また、ローラ３がラジアル方向に押されることにより、両方の側板部材５、５が支持枠２の傾斜案内面１１、１１を押圧するが、その押圧力は支持枠２で支持されるため側板部材５が後退することはなく、したがって、クサビ角βに応じた前記のトルクは安定して発揮される。
【００３０】
一方、支持枠２の傾斜案内面１１は傾斜角αを持っているため、前記のようにローラ３から側板部材５を経て作用するラジアル方向の押圧力の水平分力Ｆ２が傾斜角αに応じた大きさで発生する。その水平分力Ｆ２の反力によってローラ３のテーパ凹部２２と側板部材５のテーパ部１３との当接面における摩擦力を増大させ、その結果前記の発生トルクを増大させる。この場合、クサビ角βは相対的に小さく設定されるのでテーパ部１３が先鋭状となり、傾斜案内面１１からの押圧力により大きいトルクを発生させる。即ち、発生トルクは、ローラ３が側板部材５のテーパ部１３を押圧することによって発生するトルクだけでなく、側板部材５が支持枠２の傾斜案内面１１に沿って内側に移動する方向の力の水平分力Ｆ２が作用し、その反力によって側板部材５が両側からローラ３を強く挟みつけるため、発生トルクが一層増大するのである。
【００３１】
なお、前記の水平分力Ｆ２によって両側板部材５、５が内側に押された場合でも、両側板部材５、５のテーパ部１３、１３の先端間には間隔が存在するので、内方への移動が妨げられることはない。また、前記のニップ圧Ｐが各側板部材５の軸１４、１４に作用するが、軸１４、１４の当接面はニップ圧Ｐが作用する接合面Ｘ内に存在するので強度が十分発揮され、ニップ圧Ｐによる軸１４の変形が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）実施形態の断面図、（ｂ）作用説明図
【図２】（ａ）実施形態の横断平面図、（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）（ａ）図のｃ−ｃ線の断面図
【図３】同上の側面図
【図４】同上の平面図
【図５】同上の分解断面図
【図６】同上の分解斜視図
【図７】従来例の断面図
【符号の説明】
【００３３】
１  基台
２  支持枠
３  ローラ
４  コイルばね
５  側板部材
６  支柱
７  揺動軸
８  アーム
９  ローラ支持穴
１１  傾斜案内面
１２  ガイド溝
１３  テーパ部
１４  軸部
１５  貫通穴
１６  外端面
１７  ガイドリブ
１８  中心穴
１９  ローラ本体
２１  ゴムローラ
２２  テーパ凹部
２３  給送ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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