(57)【要約】【課題】外環部材と、その内部に相対回転可能に嵌合された内輪と、前記内輪と外環部材との間に介在され内輪に対して締め代をもって緊縛されたコイルばねからなり、前記外環部材と内輪との相対回転時に該内輪と前記コイルばねとの間に生じる摩擦により所定のトルクを発生させるようにした摩擦式トルクリミッタにおいて、内輪とコイルばね間の潤滑手段を改善して発生トルクの安定化を図ることである。【解決手段】コイルばね４を構成する線材の内径面に長さ方向の油溜り溝１１を設けた構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外環部材（１）と、その内部に挿入され一端のボス部（５）において相対回転可能に支持された内輪（２）と、該内輪（２）の外径面に所要の締め代をもって緊縛されたコイルばね（４）と、前記外環部材（１）の他端部においてその内径面に嵌合され内輪（２）外径面との間を閉塞する蓋部材（３）とからなり、前記コイルばね（４）の一端部を前記外環部材（１）のボス部（５）に係合させ、他端部を前記蓋部材（３）に係合させたトルクリミッタにおいて、前記コイルばね（４）を構成する線材の内径面にその長さ方向に沿った油溜り溝（１１）が形成されたことを特徴とする摩擦式トルクリミッタ。
【請求項２】
前記コイルばね（４）が小径部（４ａ）と大径部（４ｂ）とからなる段付きのコイルばねにより形成され、前記小径部（４ａ）が前記内輪（２）に緊縛されるとともに大径部（４ｂ）が前記蓋部材（３）側に配置され、前記小径部（４ａ）側の端部に形成されたフック（２２）が前記ボス部（５）に係合されるとともに、大径部（４ｂ）側の端部に形成されたフック（２３）が前記蓋部材（３）に係合され、前記小径部（４ａ）に前記の油溜り溝（１１）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の摩擦式トルクリミッタ。
【請求項３】
前記線材の断面形状が円形又は四角形であり、前記油溜り溝（１１）の両側縁（１２）が前記内輪（２）外径面に接触したことを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦式トルクリミッタ。
【請求項４】
前記線材の断面形状が四角形であり、前記油溜り溝（１１）の両側の各側縁（１２）の接触幅（Ｂ）が前記線材の全幅（Ａ）の少なくとも三分の一に設定されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の摩擦式トルクリミッタ。
【請求項５】
前記内輪（２）が含油焼結体により構成され、その含油焼結体から滲出した潤滑油が前記溜り溝（１１）に保持されるようにしたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の摩擦式トルクリミッタ。
【請求項６】
前記油溜り溝（１１）にグリースを充填したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の摩擦式トルクリミッタ。
【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摩擦式トルクリミッタ、特にコイルばねを用いた摩擦式トルクリミッタの潤滑に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
事務機等に用いられる摩擦式トルクリミッタ３０は、図５に示したように、外環部材３１と、その内部に挿入され一端部のボス部３２において相対回転可能に支持された内輪３３と、該内輪３３の外径面に所要の締め代で緊縛されたコイルばね３４と、前記外環部材３１の他端部においてその内径面に嵌合され内輪３３の外径面との間を閉塞する蓋部材３７とからなる。前記コイルばね３４は前記内輪３３の外径面に前記の締め代で緊縛され、一端部にアキシャル方向に突き出したフック３５が設けられ、これを前記外環部材３１のボス部３２に係合させるとともに、他端部にもアキシャル方向に突き出したフック３６が設けられ、これを蓋部材３７に係合させている（特許文献１参照）。
【０００３】
前記のトルクリミッタ３０は、外環部材３１と内輪３３がコイルばね３４を拡径させる方向に相対回転した際にコイルばね３４の内径面と内輪３３の外径面との間に生じる摩擦により一定のトルクを発生させる。上記の作用は相対回転の方向の如何にかかわらず同様に行われる。
【０００４】
上記のトルクリミッタ３０は、内輪３３とコイルばね３４との間に発生する摩擦を抑制し発生トルクの安定化のために、内輪３３と外環部材３１とのばね収納空所にグリースを封入し、そのグリースによって潤滑を行う方法、また内輪３３を含油焼結体により形成し、その焼結体から滲み出す潤滑油によって潤滑を行う方法などがとられていた（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１００６０号公報（図１）
【特許文献２】特開平８−２７０６７３号公報（段落００２０、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のように、従来の摩擦式トルクリミッタにおいては、いずれも内輪３３の外径面とコイルばね３４の境界面を潤滑するものであるから、潤滑が不十分になると異音や振動が発生し、また発生トルクが不安定化する要因となる。
そこで、この発明は、摩擦式トルクリミッタにおいてコイルばね自体に潤滑機能を持たせることにより、境界面における潤滑を長期にわたり確保するとともに、発生トルクの安定化を図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、図１に示したように、外環部材１と、その内部に挿入され一端のボス部５において相対回転可能に支持された内輪２と、該内輪２の外径面に所要の締め代をもって緊縛されたコイルばね４と、前記外環部材１の他端部においてその内径面に嵌合され内輪２外径面との間を閉塞する蓋部材３とからなり、前記コイルばね４の一端部が前記外環部材１のボス部５に係合されるとともに、他端部を前記蓋部材３に係合させたトルクリミッタにおいて、前記コイルばね４を構成する線材の内径面にその長さ方向に沿った油溜り溝１１が形成された構成とした。
【０００８】
前記の摩擦式トルクリミッタは、コイルばね４の油溜り溝１１にグリースを充填して内輪２に緊縛され、そのグリースによりコイルばね４が内輪２と摺接する境界面が潤滑される。
【０００９】
また、図４に示したように、前記コイルばね４が小径部４ａと大径部４ｂとからなる段付きのコイルばねにより形成され、前記小径部４ａが前記内輪２に緊縛されるとともに大径部４ｂが前記蓋部材３側に配置され、前記小径部４ａ側の端部に形成されたフック２２を前記ボス部５に係合させ、大径部４ｂ側の端部に形成されたフック２３を前記蓋部材３に係合させて使用される構成の場合は、前記小径部４ａに前記の油溜り溝１１が形成された構成をとることができる。
【発明の効果】
【００１０】
前記のように、この発明は、コイルばね４が摺接する内輪２との境界面が、コイルばね４自体に設けられた油溜り溝１１内の潤滑剤により潤滑されるので、境界面が長期にわたり安定した潤滑が行われ、異音や振動の発生が防止され、また発生トルクが安定する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【実施例１】
【００１２】
図１に示した実施例１の摩擦式トルクリミッタ１０は、従来の場合と同様に、外環部材１、内輪２、環状の蓋部材３及びコイルばね４とからなる。外環部材１は一端部にボス部５が設けられ、そのボス部５から他端の開放端に至る間にコイルばね４より大径の内径面６が形成される。ボス部５の中心部に軸挿通穴７が設けられ、その軸挿通穴７より内側においてこれより大径で前記の内径面６より小径の内輪支持部８が設けられる。前記内径面６の開放端に近い部分に周方向の係合溝１３が設けられる。また、ボス部５の内端面にアキシャル方向の係合凹部１４が設けられる。
【００１３】
内輪２は前記軸挿通穴７と同一径かつ同芯の内径面を有し、外径面に前記のコイルばね４が所要の締め代で緊縛される。該内輪２の一端部が前記ボス部５の内輪支持部８に回転自在に嵌合支持され、他端部は外環部材１より外方に突き出す。その突き出した端部の外径面に前記の蓋部材３が嵌合される。内輪２が蓋部材３から突き出した端部に軸２０に立てたピン２１との係合凹部１５が設けられる。前記内輪２は鉄系の焼結体のほか、ＰＰＳ，ＰＥＥＫ等の合成樹脂等によって形成される。
【００１４】
前記の蓋部材３の外径面に係合リブ１６が形成され、その係合リブ１６が前記の係合溝１３に嵌入される。この蓋部材３により外環部材１の内径面と内輪２の外径面との間が閉塞される。蓋部材３は外環部材１に対して強固に嵌合される。また、蓋部材３の内面にアキシャル方向の係合凹部１４’が設けられる。
【００１５】
コイルばね４は、鋼線でなる線材（図示の場合は角線であるが、丸線でもよい。）を単一径となるように所要回数巻いたものであり、その両端にそれぞれアキシャル方向に屈曲されたフック２２，２３が形成され、それぞれ前記の係合凹部１４、１４’に挿入され回転方向に係合される。
【００１６】
前記コイルばね４の線材の断面形状は、図２（ａ）から（ｇ）に示したような四角形断面、図３（ａ）から（ｃ）に示したような円形断面のいずれでもよいが、いずれの場合も内輪２に摺接する面となる内径面において長さ方向に油溜り溝１１が全長に渡り設けられる。この油溜り溝１１の断面形状は、図示のような四角型、円弧型、三角型等任意の形状を選ぶことができる。
【００１７】
四角形断面の場合の油溜り溝１１の数は図２（ｂ）から（ｇ）に示したように複数の場合もある。いずれの場合も、油溜り溝１１の両側縁１２、１２は内輪２の外径面に接触するように形成され、これによりトルク発生のための摩擦面積を確保する一方、油溜り溝１１を封止するようにしている。
【００１８】
なお、線材の断面積に比較して油溜り溝１１の断面が一定以上に大きくなると、トルクリミッタ用のコイルばね４としての機能を損なうので、図２（ａ）に示したように、鋼線の断面形状が正四角形であって油溜り溝１１の断面形状が半円弧型の場合において、油溜り溝１１が中央部に設けられ、各側縁１２の幅Ｂが当該一辺の長Ａの三分の一程度が望ましい。
【００１９】
前記の油溜り溝１１はコイルばね４を内輪２に装着する前に予めグリースを充填しておく。また、内輪２として含油焼結体を用いる場合は、油溜り溝１１にグリースを充填することなく空のまま装着し、内輪２から滲み出す潤滑油をこの油溜り溝１１に溜めるようにしてもよい。
【００２０】
実施例１のトルクリミッタ１０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。
【００２１】
前記のように組み立てられた状態で、外環部材１が固定されている場合、内輪２が蓋部材３側から見てコイルばね４の巻き方向（右方向）に回転されると、コイルばね４が回転方向へ引きずられ、ボス部５側のフック２２で受け止められる。その結果、コイルばね４に拡径作用が生じ、内輪２はコイルばね４に対して摺接しながら回転し、その回転によってコイルばね４との間の摩擦力と内輪２の半径とにより定まる一定のトルクを発生させる。
【００２２】
また、内輪２が前記と反対方向に回転すると、前記とは逆方向にコイルばね４が引きずられ、蓋部材３側のフック２３で受け止められ、コイルばね４に拡径作用が生じ内輪２に対し一定のトルクを発生させる。
【００２３】
上記のように、この摩擦式トルクリミッタは内輪２の左右いずれの方向の回転に対しても一定のトルクを発生させるので、２方向トルクリミッタとして利用することができる。
【００２４】
前記トルクリミッタの潤滑は、外環部材１と内輪２間のばね収納空所１７にグリースを充填すると同時に、コイルばね４の油溜り溝１１にもグリースを予め充填した構造のほか、内輪２が含油焼結体で構成される場合は、コイルばね４の油溜り溝１１にグリースを充填することなく空のまま装着する構造、後者の構造において油溜り溝１１にグリースを充填する構造などを採ることができる。
【００２５】
油溜り溝１１のグリースは回転とともにその側縁１２の摺接面を潤滑する。また、含油焼結体の場合でグリースを充填しない構造の場合は、焼結体から滲み出た潤滑油が次第に油溜り溝１１に溜まって前記と同様の潤滑作用を行う。いずれの場合も、油溜り溝１１は両側縁１２によって封止されているので、内部のグリースや潤滑油が長期にわたり保持される。
【実施例２】
【００２６】
次に、図３に示した実施例２の摩擦式トルクリミッタは、コイルばね４が小径部４ａと大径部４ｂに分けられ、その小径部４ａが内輪２に緊縛される。大径部４ｂは内輪２に接触していないのでトルクの発生作用には寄与しないが、蓋部材３の係合穴１８に工具を掛けて回転させ小径部４ａの緊縛力の調整を行う際に、蓋部材３の回転量を減少させ微小なトルク調整を可能とする。この場合も、小径部４ａのコイルばね４の内径面に長さ方向の油溜り溝１１が形成され、同様の作用が行われる。ただし、この場合はフック２２側で小径部４ａの拡径作用を受け止める回転方向にのみトルクを発生させる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１の断面図
【図２】（a）〜（ｇ）コイルばねの線材の諸例の拡大断面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）コイルばねの線材の他の諸例の拡大断面図
【図４】実施例２の断面図
【図５】従来例の断面図
【符号の説明】
【００２８】
１ 外環部材
２ 内輪
３ 蓋部材
４ コイルばね
５ ボス部
６ 内径面
７ 軸挿通穴
８ 内輪支持部
１０ トルクリミッタ
１１ 油溜り溝
１２ 側縁
１３ 係合溝
１４、１４’ 係合凹部
１５ 係合凹部
１６ 係合リブ
１７ ばね収納空所
１８ 係合穴
２０ 軸
２１ ピン
２２ フック
２３ フック
【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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