(57)【要約】    【課題】ばね式トルクリミッタのばねを簡単な構造にして低コスト化を図るとともに、発生トルクの安定化を図ることである。    【解決手段】外環部材１の内面に内輪２の外径より小さい間隔で対向した二つの平面内にそれぞれ２本一組の係合溝８、８を形成し、各組の係合溝８、８間に所要数の弾性線材４、４を掛け渡し、その弾性線材４、４により前記内輪２を挟持して該内輪２の外径面に所要の押圧力を加えるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外環部材の内部に所要の径方向すき間をおいて内輪を回転自在に支持し、前記外環部材と内輪の間に介在したばね部材を前記外環部材に係合支持させ、かつ該ばね部材を内輪外径面に所要の締め代をもって装着することにより、前記内輪の回転に対し所要のトルクを発生させるようにしたトルクリミッタにおいて、前記外環部材の内面にその直径を含む一つの面を挟み、かつ前記内輪の外径より小さい間隔で対向した二つの平面内にそれぞれ２本一組の係合溝を形成し、各組の係合溝間に前記ばね部材を掛け渡し、前記各組のばね部材間に前記内輪を介在させるとともに、各組のばね部材の締め代により該内輪の外径面を押圧したことを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】
前記ばね部材がストレートな弾性線材により形成され、該弾性線材と前記内輪の軸方向対向端面のいずれか一方にガイド面が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッタ。
【請求項３】
前記ばね部材がストレートな板ばねにより形成され、該板ばねと前記内輪の軸方向対向端面のいずれか一方にガイド面が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッタ。
【請求項４】
前記外環部材をその直径を含む一つの面で２分割した分割体の組み合わせにより構成し、前記２本一組の係合溝をそれぞれ各分割体の分割面に平行な同一面内に形成し、各分割体ごとに予め前記のばね部材を係合溝間に掛け渡し、前記内輪を各分割体のばね部材で挟持しその締め代により該内輪の外径面を押圧し、その押圧状態で各分割体相互を結合一体化したことを特徴とする請求項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、プリンタ、複写機等の事務機に使用されるばね式トルクリミッタに関し、特にそのばね部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
事務機等に用いられるばね式トルクリミッタは、外環部材と、その内部に挿入され相対回転自在に支持された内輪と、該内輪の外径面に所要の締め代をもって装着されたコイルばねと、前記外環部材の他端部においてその内径面に嵌合され内輪の外径面との間を閉塞する蓋部材とからなる（特許文献１）。前記のコイルばねは、トルク調整のために大径部とトルク発生のための小径部とからなり両端部にフックが設けられ、そのフックにより前記のコイルばねは外環部材の内面に係合支持される。
【０００３】
前記のトルクリミッタは、内輪をコイルばねの巻き方向に回転させた場合に、小径部において拡径作用が生じ一定のトルクを発生させる。前記と反対方向に回転させると縮径作用が生じ内輪がロックされる。即ち、このトルクリミッタはコイルばねの巻き方向で方向性が定まる一方向トルクリミッタとなる。
【０００４】
また、前記のコイルばねの代わりに弾性円筒体の全長にスリットを設けてなるＣ形ばねを使用し、そのＣ形ばねを内輪の外径面に所要の締め代をもって装着することにより、両方向トルクリミッタとしたものも従来から知られている（特許文献２）
【特許文献１】特開平８−２７０６７３号公報（図４）
【特許文献２】特開２００２−２６６８８９号公報（図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のコイルばねを用いたトルクリミッタは、製造過程において線材をコイリングしなければならず、その分工数が増えコスト高の要因となるとともに、必要トルクを発生させるための緊縛力の調整が必要となる。また、Ｃ形ばねは、前記のように単独でも、またコイルばねと組み合わせても使用され、緊縛力の調整の必要はないが、安定してトルクを得るためには内径寸法の公差を揃える必要があるため、全数選別が必要となる等の問題がある。
【０００６】
そこで、この発明はコイルばねやＣ形ばねを用いることなく、ストレートなばね材を用いることができるようにし、これにより前記の問題点を解消し、構成が簡単でかつ低コストの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】
【０００７】
前記の課題を解決するために、この発明は、外環部材の内部に所要の径方向すき間をおいて内輪を回転自在に支持し、前記外環部材と内輪の間に介在したばね部材を前記外環部材に係合支持させ、かつ該ばね部材を内輪外径面に所要の締め代をもって装着することにより、前記内輪の回転に対し所要のトルクを発生させるようにしたトルクリミッタにおいて、前記外環部材の内面にその直径を含む一つの面を挟み、かつ前記内輪の外径より小さい間隔で対向した二つの平面内にそれぞれ２本一組の係合溝を形成し、各組の係合溝間に前記ばね部材を掛け渡し、前記各組のばね部材間に前記内輪を介在させるとともに、各組のばね部材の締め代により該内輪の外径面を押圧した構成を採用した。
【０００８】
前記のばね部材を係合溝に掛け渡す方法としては、各ばね部材の両端部を対向した２本の係合溝の開放端部において掛け渡し、１本ずつ順時押し込んでいき、係合溝の内部に所要数すき間なく整列させばね部材群を形成し、同様のばね部材群を他方の２本の係合溝間にも形成する。これにより内輪の外径より若干小さい間隔をおいて平行に対向したばね部材群が形成される。適宜な手段で各係合溝の開放端部を閉塞して各ばね部材群を拘束し、係合溝の長さ方向への移動を阻止する。その後、対向したばね部材群の間に各ばね部材を外方に弾性変形させつつ内輪を挿入し、該内輪を外環部材の内部に回転自在に支持させる。これにより内輪の外径面に一定の締め代をもって両側からばね部材群が押圧されるので、両方向トルクリミッタとして機能する。
【０００９】
前記のばね部材としては、ストレートな弾性線材により形成されたものを用いることができる。この場合、弾性線材と内輪のいずれか一方の軸方向対向端面にガイド面を設けることが望ましい。ガイド面を設けることにより、内輪を挿入する際に弾性線材を容易に外方に弾性変形させることができ、内輪を円滑に前進させることができる。
【００１０】
なお、前記ばね部材として、ストレートな板ばねを用いることもできる。この場合も板ばねと内輪の軸方向対向端面のいずれか一方にガイド面を設けることが望ましい。
【００１１】
また、その他の構成として、外環部材をその直径を含む一つの面で２分割した分割体の組み合わせにより構成し、前記２本一組の係合溝をそれぞれ各分割体の分割面に平行な同一面内に形成し、各分割体ごとに予め前記のばね部材を係合溝間に掛け渡し、前記内輪を各分割体のばね部材で挟持しその締め代により該内輪の外径面を押圧し、その押圧状態で各分割体相互を結合一体化した構成を採用することもできる。この構成によっても内輪の外径面に対し両側からばね部材群により所要の押圧力を加えるようにしたトルクリミッタを構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、この発明のばね式トルクリミッタにおいては、コイルばねやＣ形ばねを使用することなく、ばね部材としてストレートな弾性線材や板ばね等の単純な形状のものを用いることができるので、その製造コストは安価であり、また、ばね係数が一定しているので安定したトルクが得られる等の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。図１から図３に示した実施の形態１のトルクリミッタは、外環部材１、内輪２、環状の蓋部材３及び多数の弾性線材４とからなる。弾性線材４は断面四角形のストレートな線材であり、一定長さに形成される。断面円形の線材でもよい（図３（ｃ）（ｄ）参照）。
【００１４】
前記の外環部材１は、一端開放、他端閉塞の円筒体であり、開放端の内径面に蓋係合溝５が設けられるとともに、閉塞端に軸受穴６が設けられる。軸受穴６の内端部に軸受段部７が設けられる。外環部材１の内径面にその直径を含む一つの面Ａ（図１（ａ）参照）を挟み、かつ前記内輪２の外径より小さい間隔で対向した二つの平面内Ａ１、Ａ１にそれぞれ２本一組の係合溝８、８が設けられる。各係合溝８、８の一端部は外環部材１の開放端側に開放され、他端は外環部材１の奥所の閉塞端９（図１（ｃ）参照）において閉塞される。前記の弾性線材４の長さは対向した２本の係合溝８、８の溝底間の距離に一致する長さに設定される。
【００１５】
前記の内輪２は、一端部（即ち弾性線材４との対向端面）にテーパ状のガイド面１１が形成され、他端部に軸１２との切欠き部１３が設けられる。内輪２は外環部材１の開放端から挿入され、前記ガイド面１１側の端部が前記の軸受段部７において回転自在に挿入支持される。
【００１６】
前記の蓋部材３は、外周面に前記の蓋係合溝５に嵌合係止される突条１４が形成される。また中心部に設けられた軸受穴１５に内輪２が嵌合され、内輪２の外端部が蓋部材３の外部に突き出す。
【００１７】
次に、組立て手順について説明する。まず、外環部材１の開放端において、対向した２本１組の係合溝８、８の開放端で弾性線材４の両端部を掛け渡し、これを順時係合溝８、８の奥に押し込んですき間なく整列させ、相互に前記の面Ａを挟んで対向する弾性線材群１６、１６を構成する。蓋部材３を外環部材１の開放端に嵌合させることにより、各弾性線材群１６を構成する弾性線材４は、係合溝８の閉塞端９と蓋部材３との間で拘束されるとともに、各係合溝８、８の深さｘと高さｙ（図１（ａ）参照）内にすき間なく嵌合されるので、ガタツキなく支持される。また、係合溝８の深さｘは、後述のように弾性線材４が弾性変形した場合にも外れることのない深さに形成される。
【００１８】
次に、上記のように組み込まれた弾性線材群１６、１６の間に内輪２をそのガイド面１１側を先頭にして強く押し込むと、図３（ａ）に示したように、ガイド面１１によって弾性線材４が外方に弾性変形され内輪２の外径面に嵌合されるとともに、内輪２が前進する。このとき、各弾性線材４は中央部分が弾性変形することにより両端部が内方に引き寄せられ、係合溝８、８の底と弾性線材４との間に若干のすき間が生じるが、その深さｘの範囲内であるので弾性線材４が外れることはない。先端部が軸受段部７に達した状態で組み立てが完成する。その完成状態において、両方の弾性線材群１６、１６が内輪２の外径面を両側から所要の締め代で挟持し押圧力Ｐ（図１（ａ）参照）を及ぼす。したがって、軸１２が外環部材１に対して両方向に相対回転した場合、いずれの回転方向にも軸１２及びこれと一体に回転する内輪２に対し一定のトルクが発生するので、両方向トルクリミッタとして使用することができる。発生トルクの大きさは、弾性線材４の弾性係数や数等を選定することにより適宜変えることができる。
【００１９】
なお、前記の内輪２のガイド面１１に代えて弾性線材４の軸方向対向端面にガイド面１１’（図３（ｂ）参照）を設けてもよい。また、弾性線材４が断面円形の場合は、図３（ｃ）のように内輪２にガイド面１１を設けてもよいが、同図（ｄ）のようにガイド面１１を省略してもよい。
【００２０】
次に、図４及び図５に示した実施の形態２のトルクリミッタは、前述の実施の形態１の弾性線材４に代えて板ばね４’、４’を用いたものであり、その他の構成及び作用効果はすべて同じである。ただし、この場合は板ばね４’の弾性係数を適宜選定することにより大きなトルクを発生する場合に適する。
【００２１】
次に、図６（ａ）（ｂ）に示した実施の形態３の場合は、外環部材１を一つの直径を含む面Ａで２分割した分割外環部材１’、１’の組み合わせで構成したものである。各分割外環部材１’、１’は突き合わせ端面に外向きのつば縁１７、１７が設けられ、適宜な締結部材１８により、円筒状に結合して外環部材１を形成するようにしている。
【００２２】
前記の各分割外環部材１’に前記の各実施の形態と同様の係合溝８、８が設けられるとともに、弾性線材４（又は板ばね４’）が掛け渡され、弾性線材群１６が形成される。その後、図６（ｂ）に示したように、分離状態にある分割外環部材１’、１’の間に、予め蓋部材３を嵌合させた内輪２を介在させ、各分割外環部材１’、１’に内向きの荷重Ｗを加え、弾性線材線材群１６、１６を全体的に弾性変形させながら、対向するつば縁１７、１７相互を締結部材１８で締結固定する。これによって、内輪２の外径面に所定の押圧力Ｐ（図６（ａ）参照）が加えられ、前記実施の形態１と同様のトルクリミッタが構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）実施の形態１の断面図、（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）（ａ）図のｃ−ｃ線の断面図
【図２】同上の分解斜視図
【図３】（ａ）同上の組み立て時の一部断面図、（ｂ）〜（ｄ）変形例の組立て時の一部断面図
【図４】（ａ）実施の形態２の断面図、（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）（ａ）図のｃ−ｃ線の断面図
【図５】（ａ）同上の組み立て時の一部断面図、（ｂ）変形例の組み立て時の一部断面図
【図６】（ａ）実施の形態３の組み立て後の断面図、（b）同上の組み立て途中の断面図
【符号の説明】
【００２４】
１  外環部材
１’  分割外環部材
２  内輪
３  蓋部材
４  弾性線材
４’  板ばね
５  蓋係合溝
６  軸受穴
７  軸受段部
８  係合溝
９  閉塞端
１１  ガイド面
１１’  ガイド面
１２  軸
１３  切欠き部
１４  突条
１５  軸受穴
１６  弾性線材群
１７  つば縁
１８  締結部材
【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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