(57)【要約】【課題】部品点数を増加させることなく空転トルクを容易に調整できるトルクリミッタを提供すること。【解決手段】トルクリミッタ１は、所定の中心軸ＣＬ１を有し一端側が開放された外筒部材２と、外筒部材２の中心軸ＣＬ１と同軸の中心軸を有し外筒部材２の内周面との間に隙間部７を有するように配置される内筒部材３と、内筒部材３の外周面に内筒部材３の外径が徐々に小さくなるように形成されるテーパ部３３と、隙間部７に配置されてテーパ部３３に当接すると共に一端側が外筒部材２に係合されるコイルばね４と、外筒部材２を中心軸ＣＬ１に沿って移動させる外筒部材移動機構５と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の中心軸を有し一端側が開放された外筒部材と、
前記外筒部材の中心軸と同軸の中心軸を有し前記外筒部材の内周面との間に隙間部を有するように配置される内筒部材と、
前記内筒部材の外周面に該内筒部材の外径が徐々に小さくなるように形成されるテーパ部と、
前記隙間部に配置されて前記テーパ部に当接すると共に一端側が前記外筒部材に係合されるコイルばねと、
前記外筒部材を前記中心軸に沿って移動させる外筒部材移動機構と、を備えるトルクリミッタ。
【請求項２】
先端側が前記外筒部材の他端側に連結され該外筒部材の中心軸に沿って該外筒部材の一端側に延びる軸部材を更に備え、
前記外筒部材移動機構は、前記軸部材の先端側に形成された雄ねじ部と、前記外筒部材に形成され該雄ねじ部に螺合される雌ねじ部と、により構成される請求項１に記載のトルクリミッタ。
【請求項３】
前記テーパ部は、前記外筒部材の一端側に位置する側から該外筒部材の他端側に位置する側に向かって外径が徐々に小さくなるように形成され、
前記コイルばねの巻き方向は、前記雄ねじ部の巻き方向と同方向に形成される請求項２に記載のトルクリミッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクリミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コピー機やプリンタ等の画像形成部を有する画像形成装置は、用紙が複数枚収容された用紙収容部から用紙を１枚ずつ画像形成部に供給する給紙部を備えている。
この給紙部は、用紙収容部に収容された複数の用紙を１枚ずつ搬送するピックアップローラと、このピックアップローラの下流側に配置されるフィードローラと、このフィードローラとの間で所定の押圧力を有するようにフィードローラに対向配置されるリタードローラと、を備える。
【０００３】
以上の給紙部では、ピックアップローラ及びフィードローラが用紙の搬送方向に回転駆動されると共に、リタードローラがフィードローラの回転に従動して回転することにより用紙が搬送される。また、リタードローラには、所定値以上のトルクを受けた場合にこのリタードローラを回転可能とするトルクリミッタが連結されている。
このトルクリミッタは、所定の中心軸を有し一端側が開放された外筒部材と、この外筒部材の中心軸と同軸の中心軸を有し外筒部材の内周面との間に隙間部を有するように配置される内筒部材と、この隙間部に配置されて内筒部材の外周面に当接すると共に一端側が外筒部材に係合されるコイルばねと、を備える。
【０００４】
以上のトルクリミッタは、内筒部材がリタードローラの内側に連結され、外筒部材が内筒部材及び外筒部材の中心軸に沿って配置された軸部材に連結される。このトルクリミッタによれば、リタードローラ（内筒部材）に加えられたトルクがコイルばねと内筒部材との間の摩擦力よりも小さい場合には、この摩擦力により内筒部材の回転が規制される。また、リタードローラに加えられたトルクがコイルばねと内筒部材との間の摩擦力よりも大きい場合には、リタードローラ及び内筒部材は回転（空転）する。このように、トルクリミッタでは、コイルばねと内筒部材との間の摩擦力の大きさによりリタードローラを空転させる空転トルクが決定される。
【０００５】
ところで、リタードローラを空転させる空転トルクの大きさを調整可能とするために、内筒部材に連結される弾性筒を設け、この弾性筒にコイルばねを当接させたトルクリミッタや、外筒部材に連結されるアジャスタリングを設け、このアジャスタリングによりコイルばねを拡径可能としたトルクリミッタが提案されている（特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１７４１６０号公報
【特許文献２】特開２００１−１４６９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２で提案されたトルクリミッタでは、空転トルクの大きさを調整するために弾性筒やアジャスタリングといった別部材を設ける必要があり、トルクリミッタを構成する部品点数が増加してしまう。
【０００８】
従って、本発明は、部品点数を増加させることなく空転トルクを容易に調整できるトルクリミッタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、所定の中心軸を有し一端側が開放された外筒部材と、前記外筒部材の中心軸と同軸の中心軸を有し前記外筒部材の内周面との間に隙間部を有するように配置される内筒部材と、前記内筒部材の外周面に該内筒部材の外径が徐々に小さくなるように形成されるテーパ部と、前記隙間部に配置されて前記テーパ部に当接すると共に一端側が前記外筒部材に係合されるコイルばねと、前記外筒部材を前記中心軸に沿って移動させる外筒部材移動機構と、を備えるトルクリミッタ。
【００１０】
また、トルクリミッタは、先端側が前記外筒部材の他端側に連結され該外筒部材の中心軸に沿って該外筒部材の一端側に延びる軸部材を更に備え、前記外筒部材移動機構は、前記軸部材の先端側に形成された雄ねじ部と、前記外筒部材に形成され該雄ねじ部に螺合される雌ねじ部と、により構成されることが好ましい。
【００１１】
また、前記テーパ部は、前記外筒部材の一端側に位置する側から該外筒部材の他端側に位置する側に向かって外径が徐々に小さくなるように形成され、前記コイルばねの巻き方向は、前記雄ねじ部の巻き方向と同方向に形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のトルクリミッタによれば、部品点数を増加させることなく空転トルクを容易に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のトルクリミッタの一実施形態の部品構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明のトルクリミッタの一実施形態の組立状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明のトルクリミッタの一実施形態において、空転トルクを大きく調整した状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明のトルクリミッタの一実施形態において、空転トルクを小さく調整した状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のトルクリミッタの好ましい一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明のトルクリミッタの一実施形態の部品構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明のトルクリミッタの一実施形態の組立状態を示す縦断面図である。
【００１５】
本実施形態のトルクリミッタ１は、画像形成装置の給紙部に配置されるリタードローラに装備されて、このリタードローラの回転規制に使用される。
図１に示すように、トルクリミッタ１は、外筒部材２と、内筒部材３と、この内筒部材３に形成されるテーパ部３３と、コイルばね４と、外筒部材移動機構５と、軸部材６と、を備える。
【００１６】
外筒部材２は、図１に示すように、所定の中心軸ＣＬ１を有し、一端（図１で左端）側が開放された有底円筒体である。詳しくは、外筒部材２は、図２に示すように、中心軸ＣＬ１に同軸の円筒部２１と、この円筒部２１の他端側（図では、右端側）を覆う端壁２２とを備える。そして中心軸ＣＬ１に一致する端壁２２の中心には、雌ねじ部２３が、中心軸ＣＬ１と同軸に貫通形成されている。
【００１７】
外筒部材２の雌ねじ部２３には、中心軸ＣＬ１と同軸に配置される軸部材６の先端６ａ側に形成された雄ねじ部６１が螺合する。軸部材６は、雌ねじ部２３と雄ねじ部６１との螺合によって先端６ａ側が外筒部材２の他端側に連結され、且つ、基端６ｂ側が外筒部材２の中心軸ＣＬ１に沿って外筒部材２の一端側に延びる。軸部材６の基端６ｂ側は、後述する内筒部材３の内周を挿通する。内筒部材３を挿通した軸部材６の基端６ｂは、不図示の軸受部に係合して、回転不可に固定される。
【００１８】
内筒部材３は、図１に示すように、外筒部材２の中心軸ＣＬ１と同軸の中心軸ＣＬ２を有する。詳しくは、内筒部材３は、図２に示すように、中心軸ＣＬ２（図２では、中心軸ＣＬ１と一致）に同軸の円筒部３１と、該円筒部３１の軸方向の中間部の外周に突設された鍔部３２と、円筒部３１における鍔部３２よりも一端３１ａ側に形成されるテーパ部３３と、を有している。
【００１９】
円筒部３１の内周面には、図２に示すように、軸部材６の基端６ｂ側が回転自在に嵌合する。軸部材６が嵌合する円筒部３１の他端３１ｂ側の内周面には、抜け止め用の凸部３４が設けられている。円筒部３１の凸部３４と対応する軸部材６の外周面には、凸部３４が周方向に摺動可能に嵌合する係止溝６２が、周設されている。円筒部３１に嵌合した軸部材６と円筒部３１とは、前述の凸部３４と係止溝６２との嵌合により抜け止めされ、相互の軸方向の位置決めがなされる。
【００２０】
内筒部材３の円筒部３１の他端（図２では、左端）３１ｂ側の外周には、円筒状のローラ８１が固着される。このローラ８１は、リタードローラとして使用されるもので、円筒部３１と一体に回転する。従って、円筒部３１を回転自在に支持する軸部材６は、ローラ８１の支持軸を兼ねている。
【００２１】
鍔部３２は、ローラ８１の軸方向への移動を規制する。具体的には、円筒部３１に嵌合したローラ８１の端部が鍔部３２に突き当たることにより、ローラ８１の軸方向への移動が規制される。つまり、鍔部３２は、ローラ８１の軸方向の位置決めとして機能する。
鍔部３２における円筒部３１の一端３１ａ側には、この鍔部３２の突出高さが円筒部３１の他端３１ｂ側よりも低く構成されたボス部３２１が形成される。このボス部３２１には、後述するように、外筒部材２の円筒部２１が嵌合される。
【００２２】
テーパ部３３は、円筒部３１の一端３１ａ側の外周面に形成される。このテーパ部３３は、中心軸ＣＬ１に同心で、鍔部３２側から一端３１ａ側に向かって外径が徐々に小さくなるように形成されている。
【００２３】
内筒部材３は、図２に示すように、軸部材６に嵌合した円筒部３１のテーパ部３３を外筒部材２の円筒部２１に挿入した状態で配置される。この配置状態では、円筒部３１の一端３１ａ側の外周面（テーパ部３３）と外筒部材２の円筒部２１の内周面との間に隙間部７が形成される。また、円筒部２１の開放端側は、ボス部３２１に回転自在に嵌合される。
【００２４】
コイルばね４は、テーパ部３３の外周に被嵌されて、隙間部７に配置される。コイルばね４は、テーパ部３３の外径よりもわずかに小さな内径となるようにテーパ状に巻かれていて、巻きが拡げられた状態でテーパ部３３の外周に嵌合される。そのため、テーパ部３３の外周には、コイルばね４の締め付け力が働く。
【００２５】
テーパ部３３の外周に被嵌されたコイルばね４は、巻き径の大きな基端側（図２では左端側）がテーパ部３３の中腹に当接すると共に、巻き径の小さな一端側が外筒部材２に係合される。
【００２６】
コイルばね４の一端側には、図１及び図２に示すように、軸方向に沿って突出する係止突起４１が一体形成されている。この係止突起４１が外筒部材２の端壁２２に形成された凹部２２１に嵌合することによって、コイルばね４の一端側は外筒部材２に対して相対回転不可に、外筒部材２に連結される。また、コイルばね４の一端側の巻き終わり部分は、図２に示すように、外筒部材２の円筒部２１に形成された段差状のばね受け部２１１に当接して、位置決めされる。
【００２７】
コイルばね４がテーパ部３３に作用させる締め付け力は、コイルばね４の一端側が外筒部材２に係合して回転規制されていることによって、テーパ部３３の回転を規制する制動力となる。
内筒部材３は、ローラ８１を介して作用する回転トルクが、一定以上で、且つ、コイルばね４の巻きが緩む（巻きが拡げられる）方向に作用したときにのみ、コイルばね４の制動力に抗して、回転可能になる。コイルばね４の制動力に抗して内筒部材３（即ち、ローラ８１）が回転するときのトルクが空転トルクである。
【００２８】
外筒部材移動機構５は、外筒部材２を中心軸ＣＬ１に沿って移動させる機構である。本実施形態の場合、外筒部材移動機構５は、軸部材６の先端側に形成された雄ねじ部６１と、外筒部材２に形成されこの雄ねじ部６１に螺合される雌ねじ部２３と、により構成される。
【００２９】
本実施形態のトルクリミッタ１では、雌ねじ部２３及び雄ねじ部６１には、時計方向の回転（右回転）により螺合が進む右ねじが採用されている。そして、コイルばね４の巻き方向は、雄ねじ部６１の巻き方向と同方向に形成される。
雌ねじ部２３及び雄ねじ部６１、及びコイルばね４の巻き方向を以上のように設定したことによって、ローラ８１は、所定以上のトルクの作用で矢印Ａ方向にのみ空転可能である。
【００３０】
次に、図２〜図４を参照しながら、本実施形態のトルクリミッタ１の動作を説明する。図２は、図１に示した各構成部品を規定の組立基準に従って組み立てた状態である。
トルクリミッタ１は、規定の組立基準通りに組み立てても、各部品の寸法誤差の影響で、狙った空転トルク（設計した空転トルク基準値）が得られない場合が発生する。
【００３１】
組み立てたトルクリミッタ１の実際の空転トルクが、設計した空転トルク基準値未満であった場合は、図３に矢印Ｂで示すように、軸部材６に対して外筒部材２を右回転させる。
【００３２】
外筒部材２を右回転させると、外筒部材２は、軸部材６上を図３の矢印Ｃ方向に進む。この場合、テーパ部３３に装着されているコイルばね４は、外筒部材２の回転に伴って一端側の係止突起４１がコイルの巻きを拡げる方向（即ち、テーパ部３３への締め付け力が弱まる方向）に回転させられ、且つ、一端部がばね受け部２１１によってテーパ部３３の外径が大きい側に押圧される。そのため、外筒部材２の矢印Ｃ方向への移動に伴って、テーパ部３３に対するコイルばね４の巻き付け位置が、テーパ部３３の外径の大きい側に移動する。
【００３３】
コイルばね４の巻き付け位置がテーパ部３３の外径の大きい側に移動すると、テーパ部３３の復元力による締め付け力が大きくなり、空転トルクが当初よりも大きくなる。従って、外筒部材２の右回転による外筒部材２の中心軸ＣＬ１方向への移動量を調整することによって、基準よりも小さかった空転トルクを、設計した空転トルク基準値に修正することができる。
【００３４】
なお、図３では、円筒部２１の一端が鍔部３２に当接するまで、外筒部材２をテーパ部３３の大径側に移動させて、空転トルクを上限値に調整した状態を示している。
【００３５】
組み立てたトルクリミッタ１の実際の空転トルクが、設計した空転トルク基準値よりも過大であった場合は、図４に矢印Ｄで示すように、軸部材６に対して外筒部材２を左回転させる。
【００３６】
外筒部材２を左回転させると、外筒部材２は、軸部材６上を図４の矢印Ｅ方向に進む。この場合、テーパ部３３に装着されているコイルばね４は、外筒部材２の回転に伴って一端側の係止突起４１がコイルの巻きを縮める方向（即ち、テーパ部３３への締め付け力が強まる方向）に回転させられる。そのため、外筒部材２がテーパ部３３の小径側に移動しても、コイルばね４は当初の巻き付け位置に止まっている。
【００３７】
即ち、外筒部材２を左回転させると、当初、外筒部材２のばね受け部２１１がコイルばね４の一端側の巻き終わり部分から離れた状態になる。しかし、その状態で、外筒部材２を図３の矢印Ｂ方向に回すか、あるいは、ローラ８１に空転トルク以上の回転トルクをかけると、コイルばね４に巻きを拡げる方向（即ち、テーパ部３３への締め付け力が弱まる方向）の荷重が作用して、コイルばね４によるテーパ部３３への締め付けが緩むため、コイルばね４がテーパ部３３の小径側に移動し、コイルばね４の一端側の巻き終わり部分が外筒部材２のばね受け部２１１に着座した正常の支持状態に戻る。
【００３８】
コイルばね４の巻き付け位置がテーパ部３３の外径の小さい側に移動すると、テーパ部３３の復元力による締め付け力が小さくなり、空転トルクが当初よりも小さくなる。従って、外筒部材２の左回転による外筒部材２の中心軸ＣＬ１方向への移動量を調整することによって、基準よりも大きかった空転トルクを、設計した空転トルク基準値に修正することができる。
【００３９】
なお、図４では、円筒部２１からボス部３２１の嵌合が外れる直前まで、外筒部材２をテーパ部３３の小径側に移動させて、空転トルクを下限値に調整した状態を示している。
【００４０】
以上に説明した本実施形態のトルクリミッタ１によれば、以下のような効果を奏する。
内筒部材３の外周面にテーパ部３３を形成してこのテーパ部３３にコイルばね４を配置すると共に、このコイルばね４を移動させる外筒部材移動機構５を設けた。
これにより、外筒部材２をテーパ部３３の外径の大きい側に移動させると、それに伴い、テーパ部３３に対するコイルばね４の巻き付け位置がテーパ部３３の大径側に移動して、テーパ部３３に対するコイルばね４の締め付け力が増すため、空転トルクをより大きな値に調整することができる。
一方、外筒部材２をテーパ部３３の外径の小さい側に移動させると、それに伴い、テーパ部３３に対するコイルばね４の巻き付け位置がテーパ部３３の小径側に移動して、テーパ部３３に対するコイルばね４の締め付け力が減少するため、空転トルクをより小さな値に調整することができる。
【００４１】
このように、本実施形態のトルクリミッタ１では、組立完了したトルクリミッタ１の空転トルクが、設計した空転トルク基準値からずれている場合には、空転トルク基準値よりも小さい場合及び大きい場合のいずれであっても、手間のかかる分解作業や部品交換作業が必要なく、外筒部材移動機構５によって外筒部材２を移動操作するだけで、空転トルク基準値に修正することができる。
従って、設計した空転トルク基準値を満たす高品質のトルクリミッタを、部品点数を増加させることなく生産することができる。また、組み立て品の空転トルクの調整に、手間のかかる分解作業や部品交換作業が必要ないため、生産性の向上、製造コストの低減を図ることができる。
【００４２】
また、外筒部材移動機構５を、軸部材６の先端側に形成された雄ねじ部６１と、外筒部材２に形成されこの雄ねじ部６１に螺合される雌ねじ部２３と、により構成した。これにより、ねじ部材を構成している外筒部材２を回転操作するという簡単な操作で、空転トルクの調整ができる。よって、空転トルクの調整作業が極めて容易になり、設計した空転トルク基準値を満たす高品質のトルクリミッタの生産が更に容易になる。
また、外筒部材移動機構５を構成する雄ねじ部６１や雌ねじ部２３は、他の構成部品の一部に形成されたもので、独立した機械部品ではないため、部品の増加を招かない。従って、部品点数を増加させることなく空転トルクを容易に調整できるトルクリミッタを提供することができる。
【００４３】
また、テーパ部３３を、外筒部材２の一端側に位置する側から該外筒部材２の他端側に位置する側に向かって外径が徐々に小さくなるように形成し、コイルばね４の巻き方向を、雄ねじ部６１の巻き方向と同方向に形成した。
これにより、空転トルクをより大きな値に調整するためにねじ部材である外筒部材２を螺合が進む方向に回転操作すると、この外筒部材２の回転操作によってコイルばね４の一端には巻きを拡げる力を作用させられる。そのため、テーパ部３３の大径側へのコイルばね４の移動を容易且つ確実にすることができる。
一方、空転トルクをより小さな値に調整するためにねじ部材である外筒部材２を螺合が戻る方向に回転操作した場合には、この外筒部材２の回転操作によってコイルばね４の一端には巻きを縮める方向の力が作用する。そのため、外筒部材２がテーパ部３３の小径側に移動しても、コイルばね４はテーパ部３３の小径側に移動しない状況が発生する。しかし、移動し終わった外筒部材２を螺合が進む方向に僅かに回転させるか、あるいは内筒部材３に空転トルク以上の回転トルクをかけて内筒部材３を回転させると、その時にコイルばね４に巻きを拡げる方向の力が作用し、コイルばね４をテーパ部３３の小径側に移動させることができる。
【００４４】
このように、本実施形態のトルクリミッタ１によれば、テーパ部３３に対するコイルばね４の巻き付け位置を、テーパ部３３の大径側及び小径側のいずれでも、簡単な操作で確実に移動させることができ、部品の増加を招かずに、空転トルクの調整を容易、且つ確実にすることができる。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、本実施形態では、雌ねじ部２３及び雄ねじ部６１には右ねじを採用し、コイルばね４の巻き方向を右ねじの巻き方向と同方向にしたが、これに限らない。即ち、雌ねじ部２３及び雄ねじ部６１には左ねじを採用し、コイルばね４の巻き方向を左ねじの巻き方向と同方向にしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１……トルクリミッタ、２……外筒部材、３……内筒部材、４……コイルばね、５……外筒部材移動機構、６……軸部材、６ｂ……基端、７……隙間部、２１……円筒部、２２……端壁、２３……雌ねじ部、３１……円筒部、３２……鍔部、３３……テーパ部、４１……係止突起、６１……雄ねじ部、８１……ローラ、２２１……凹部、３２１……ボス部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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