(57)【要約】【課題】外輪へのトルク設定値を簡単に可変することが可能で且つ安価なトルクリミッターを提供すること。【解決手段】トルクリミッター１０は、シャフト１２と、この外周囲に遊嵌された外輪１１と、シャフトの周面に圧接・非圧接の状態に調整可能で、圧接時にはその圧接度合いが可変に調整される圧接体１３と含む。外輪１１は、シャフト１２に第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂと、これらを相対的に回動可能に連結する連結手段１７ａとから構成されている。圧接体１３は、シャフト１２の周面に沿って両外輪部間に配置され、両端部をそれぞれ各外輪部１１ａ、１１ｂに形成された係合部１４に係止した撓み可能な複数の線部材１３ａから形成され、第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂの回動差によりシャフト１２の中心軸線１５に対して捻られ、シャフト１２の周面に圧接させられる。【選択図】　　図１
2004125051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトが挿通可能な貫通孔を備える外輪と、この外輪に備えられ、且つ該外輪の前記貫通孔に挿通される前記シャフトの周面に圧接可能であり、その圧接度合いが可変に調整される圧接体とを含むトルクリミッターであって、
前記外輪が、前記シャフトに軸方向に間隔をあけて遊嵌された第１、第２外輪部と、これら第１、第２外輪部を相対的に回動可能に連結する連結手段とから構成され、
前記圧接体が、前記シャフトの周面に沿って前記両外輪部間に配置されると共に、両端部をそれぞれ前記各外輪部に形成された係合部に係止した撓み可能な複数の線部材から形成され、
前記各線部材が、前記第１、第２外輪部の回動差により前記シャフトの中心軸線に対して捻られ、前記各線部材における前記両端部間の前記シャフトの周面に対する圧接度合いが前記第１、第２外輪部の回動差により調整され、前記外輪の前記シャフトに対するトルク設定値が、前記シャフト周面への前記各線部材の前記圧接度合いにより決められることを特徴とするトルクリミッター。
【請求項２】
シャフトが挿通可能な貫通孔を備える外輪と、この外輪に備えられ、且つ該外輪の前記貫通孔に挿通される前記シャフトの周面に対して圧接状態及び非圧接状態に調整可能で、更に圧接時にはその圧接度合いが可変に調整される圧接体とを含むトルクリミッターであって、
前記外輪が、前記シャフトに軸方向に間隔をあけて遊嵌された第１、第２外輪部と、これら第１、第２外輪部を相対的に回動可能に連結する連結手段とから構成され、
前記圧接体が、前記シャフトの周面に沿って前記両外輪部間に配置されると共に、両端部をそれぞれ前記各外輪部に形成された係合部に係止した撓み可能な複数の線部材から形成され、
前記各線部材が、前記第１、第２外輪部の回動差により前記シャフトの中心軸線に対して捻られ、前記各線部材の前記両端部間が前記シャフトの周面に対して非圧接状態と圧接状態とに変化させられると共に、その圧接度合いが前記第１、第２外輪部の回動差により調整され、前記外輪の前記シャフトに対するトルク設定値が、前記シャフト周面への前記各線部材の前記圧接度合いにより決められることを特徴とするトルクリミッター。
【請求項３】
前記各線部材が、前記シャフトの周方向にほぼ等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトルクリミッター。
【請求項４】
前記各線部材の両端部をそれぞれ前記各外輪部に係止する前記係合部が、前記シャフトの前記中心軸線に平行な方向に尖端を向けたＶ字形状、コ字形状及びＵ字形状のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトルクリミッター。
【請求項５】
前記各線部材が、前記第１、第２外輪部における対向する前記各係合部間の距離にほぼ等しい長さの独立した線状の棒状材で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のトルクリミッター。
【請求項６】
前記各線部材が、真っ直ぐでバネ性の線状棒状材からなる線部材部分をチューブ状部材の中に通して構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のトルクリミッター。
【請求項７】
前記チューブ状部材が、コイル部材及び潤滑性の樹脂チューブのいずれかであることを特徴とする請求項６に記載のトルクリミッター。
【請求項８】
前記第１、第２外輪部を回動可能に連結する前記連結手段が、筒状の連結部材で形成され、前記第１、第２外輪部が前記連結部材の両端側における内周部にそれぞれ位置し、前記第１、第２外輪部のいずれか一方が前記連結部材に結合され、他方が前記連結部材と軸方向に不動に且つ相互に回動可能に嵌合され、前記シャフトは前記連結部材の前記両端側に位置している前記第１、第２外輪部を通っていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のトルクリミッター。
【請求項９】
前記外輪が、筒状の前記連結部材とこれに軸方向に不動に且つ相互に回動可能に嵌合された前記第１、第２外輪部のいずれか他方とを回動不能にする固定手段を備えていることを特徴とする請求項８に記載のトルクリミッター。
【請求項１０】
前記第１、第２外輪部を回動可能に連結する前記連結手段が、筒状の連結部材で形成され、この連結部材が、その軸方向中間部で軸方向に不動に且つ相互に回動可能に嵌合する第１連結部と第２連結部とからなり、前記第１、第２外輪部がそれぞれ前記第１、第２連結部における相互嵌合側とは反対側端部の内周部に位置して前記各連結部に結合されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のトルクリミッター。
【請求項１１】
前記外輪が、相互に嵌合された前記第１、第２連結部どうしを回動不能に止める固定手段を備えていることを特徴とする請求項１０に記載のトルクリミッター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトルクリミッターに関し、更に詳細には外輪へのトルク設定値を可変できる改良されたトルクリミッターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンターなどにおける給紙装置には、複数枚の用紙の供給を防止するためにトルクリミッターが設けられていることは公知である（例えば、特許文献１，２，３及び４。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１５８６６４号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平７−２２９５２４号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開平７−３１７７９９号公報
【０００６】
【特許文献４】
特開２０００−８８００５公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの特許文献１〜４に開示された従来のトルクリミッターは、回転シャフトにコイルバネを巻き付け、このコイルバネの両端部を外輪又はハウジングに固定する構成であることから、簡単にトルク設定値を変えることはできなかった。すなわち、従来のトルクリミッターでは、製作段階でコイルバネを回転シャフトに所定の接触圧で巻き付けることによりトルク設定値を得ているため、製作された後のトルクリミッターにおけるトルク設定値を使用者が希望する値に変更することはできなかった。
【０００８】
また、従来のトルクリミッターでは、上述したように製作段階でコイルバネを回転シャフトに所定の接触圧で巻き付けることによりトルク設定値を得ているため、所定のトルク設定値を出すには非常に高い精度での巻き付け技術が要求され、その結果トルクリミッターの製造コストが高騰する原因ともなっていた。
【０００９】
本発明の目的は、かかる従来の技術的課題を解決するためになされたもので、外輪へのトルク設定値を容易に可変することが可能で且つ安価なトルクリミッターを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はトルクリミッターに関し、前述した技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明は、シャフトが挿通可能な貫通孔を備える外輪と、この外輪に備えられ、且つ該外輪の前記貫通孔に挿通される前記シャフトの周面に圧接可能であり、その圧接度合いが可変に調整される圧接体とを含むトルクリミッターであって、前記外輪が、前記シャフトに軸方向に間隔をあけて遊嵌された第１、第２外輪部と、これら第１、第２外輪部を相対的に回動可能に連結する連結手段とから構成され、前記圧接体が、前記シャフトの周面に沿って前記両外輪部間に配置されると共に、両端部をそれぞれ前記各外輪部に形成された係合部に係止した撓み可能な複数の線部材から形成され、
前記各線部材が、前記第１、第２外輪部の回動差により前記シャフトの中心軸線に対して捻られ、前記各線部材における前記両端部間の前記シャフトの周面に対する圧接度合いが前記第１、第２外輪部の回動差により調整され、前記外輪の前記シャフトに対するトルク設定値が、前記シャフト周面への前記各線部材の前記圧接度合いにより決められることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のトルクリミッターは、シャフトが挿通可能な貫通孔を備える外輪と、この外輪に備えられ、且つ該外輪の前記貫通孔に挿通される前記シャフトの周面に対して圧接状態及び非圧接状態に調整可能で、更に圧接時にはその圧接度合いが可変に調整される圧接体とを含むトルクリミッターであって、前記外輪が、前記シャフトに軸方向に間隔をあけて遊嵌された第１、第２外輪部と、これら第１、第２外輪部を相対的に回動可能に連結する連結手段とから構成され、前記圧接体が、前記シャフトの周面に沿って前記両外輪部間に配置されると共に、両端部をそれぞれ前記各外輪部に形成された係合部に係止した撓み可能な複数の線部材から形成され、前記各線部材が、前記第１、第２外輪部の回動差により前記シャフトの中心軸線に対して捻られ、前記各線部材の前記両端部間が前記シャフトの周面に対して非圧接状態と圧接状態とに変化させられると共に、その圧接度合いが前記第１、第２外輪部の回動差により調整され、前記外輪の前記シャフトに対するトルク設定値が、前記シャフト周面への前記各線部材の前記圧接度合いにより決められることを特徴とする。
【００１２】
本発明のトルクリミッターは、前述した特徴を備えるが、これらの特徴に加えて更に以下のような特徴も備える。すなわち、本発明のトルクリミッターでは各線部材が、シャフトの周方向にほぼ等間隔に配置されていることを特徴とする。また、本発明のトルクリミッターにおいて、各線部材の両端部がそれぞれ各外輪部に係止する係合部を、シャフトの中心軸線に平行な方向に尖端を向けたＶ字形状、コ字形状及びＵ字形状のいずれかとすることが好ましい。更に、本発明のトルクリミッターにおいて、各線部材を、第１、第２外輪部における対向する各係合部間の距離にほぼ等しい長さの独立した線状の棒状材で形成することも好ましい。
【００１３】
更にまた、本発明のトルクリミッターでは、各線部材を、コイル部材の中に真っ直ぐなバネ性の線部材部分をチューブ状部材の中に通して構成することも好ましい。この場合、チューブ状部材としてコイル部材及び潤滑性の樹脂チューブのいずれかを用いることができる。
【００１４】
前述した本発明のトルクリミッターにおいて、第１、第２外輪部を回動可能に連結する連結手段が、筒状の連結部材で形成され、第１、第２外輪部が連結部材の両端側における内周部にそれぞれ位置し、第１、第２外輪部のいずれか一方が連結部材に結合され、他方が連結部材と軸方向に不動に且つ相互に回動可能に嵌合され、シャフトは連結部材の両端側に位置している第１、第２外輪部を通っていることを特徴とする。
【００１５】
この場合、外輪が、筒状の連結部材とこれに軸方向に不動に且つ相互に回動可能に嵌合された第１、第２外輪部のいずれか他方とを回動不能にする固定手段を備えていることを特徴とする。また、前述した本発明のトルクリミッターにおいて、第１、第２外輪部を回動可能に連結する連結手段が、筒状の連結部材で形成され、この連結部材が、その軸方向中間部で軸方向に不動に且つ相互に回動可能に嵌合する第１連結部と第２連結部とからなり、第１、第２外輪部がそれぞれ第１、第２連結部における相互嵌合側とは反対側端部の内周部に位置して各連結部に結合されていることを特徴とする。この場合にも、外輪が、相互に嵌合された第１、第２連結部どうしを回動不能に止める固定手段を備えていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトルクリミッターを図に示される実施形態について更に詳細に説明する。図１は、本発明のトルクリミッター１０の原理を示すもので、図１（ａ）はトルクリミッター１０を構成している外輪１１に圧接体１３を取り付けて示す斜視図、図１（ｂ）は圧接体１３を取り付けた外輪１１をシャフト１２に取り付け、外輪１１に対して所定値にトルクを設定した状態を示す斜視図である。
【００１７】
すなわち、トルクリミッター１０は、シャフト１２の外周囲に遊嵌された外輪１１と、この外輪１１に備えられた圧接体１３とから構成され、圧接体１３は、外輪１１によりシャフト１２の周面に非圧接状態（図１ａ）及び圧接状態（図１ｂ）に調整可能で、更に図１ｂに示される圧接時にはその圧接度合いが可変に調整される。外輪１１は、シャフト１２の軸方向に間隔をあけて配置された第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂから構成されている。これら第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂは、図示しない連結手段によって連結されており、この連結手段を介して相対的に回動可能とされている。
【００１８】
圧接体１３は、両外輪部１１ａ、１１ｂ間においてシャフト１２の周面に沿ってほぼ等間隔に配置された撓み可能な複数の線部材１３ａから形成されている。各線部材１３ａの両端部は、それぞれ各外輪部１１ａ、１１ｂに形成された係合孔１４に係止されている。各線部材１３ａは、第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂに回動差を与えることで図１（ｂ）に示されるようにシャフト１２の中心軸線１５に対して捻られ、シャフト１２の周面に対する非圧接状態から圧接状態へ変化させられる。
【００１９】
すなわち、図１（ａ）に示されるように各線部材１３ａがシャフト１２の中心軸線１５にほぼ平行な初期状態から、図１（ｂ）に示されるように第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂのいずれか一方又は両方を正回転又は逆回転して回動差を与え、各線部材１３ａをシャフト１２の中心軸線１５に対して捻ると、各線部材１３ａは、鼓のように各線部材１３の両端部間中央部が径方向内方、即ち中心側に寄るために、シャフト１２の周面に圧接するのである。従って、第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂの回動差を調整することにより、各線部材１３の中央部がシャフト１２の周面への圧接する度合いを変化させることができる。
【００２０】
図１（ａ）に示されるように、各線部材１３ａがシャフト１２の中心軸線１５にほぼ平行な状態にあるトルクリミッター１０の初期状態では、各線部材１３ａはシャフト１２の周面にほとんど接触していないか、或いは僅かに接触していても圧接するまでには至っていない状態で、外輪１１は自由に回転可能であり、従ってこの初期状態では外輪１１の設定トルク値はゼロとなる。
【００２１】
そして、第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂを回動して回動差を与え、各線部材１３ａをシャフト１２の中心軸線１５に対して捻り、各線部材１３ａの中央部をシャフト１２の周面に圧接させることで、外輪１１に対するトルク値を設定でき、その設定値は各線部材１３ａの捻りの強さ、言い換えれば各線部材１３ａのシャフト周面への圧接度によって決まり、この圧接度は第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂにおける回動差の大きさにより決められる。従って、外輪１１に対するトルク設定値は、第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂにおける回動差の大きさにより可変である。
【００２２】
本発明に係るトルクリミッターの原理は、上記の通りである。そこで、次に、本発明の一実施形態に係るトルクリミッター１０Ａの構造について説明する。この実施形態に係るトルクリミッター１０Ａは、図２に示されるように、外輪１１をハウジング１６で構成したものである。すなわち、ハウジング１６は、第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂと、これらを連結する連結手段に相当する筒状部１７ａとから構成されている。第１外輪部１１ａ、第２外輪部１１ｂは、この筒状部１７ａの両端側内周部にそれぞれ配置されている。
【００２３】
この実施形態に係るトルクリミッター１０Ａでは、筒状部１７ａとその一端側内周部に配置された第１外輪部１１ａとは一体に形成されてハウジング本体１７を構成している。また、筒状部１７ａの他端側内周部に配置された第２外輪部１１ｂは、ハウジング本体１７とは別体に形成され、これとは相対的に回動可能に配置されている。具体的には、筒状部１７ａの他端側において、この端縁に沿った内周面には筒状部１７ａの内径より大きな大内径部１７ｂが形成されている。筒状部１７ａの他端側内周面における大内径部１７ｂには、筒状部１７ａの他端開放部から第２外輪部１１ｂが嵌合されている。
【００２４】
この第２外輪部１１ｂの外周面には、断面半円形状の隆起部１８が環状に形成されており、他方、大内径部１７ｂの周面には、この隆起部１８に整合する断面形状の溝部１７ｃが環状に形成されている。この溝部１７ｃは、第２外輪部１１ｂがハウジング本体１７における筒状部１７ａの大内径部１７ｂに装着されたとき、隆起部１８が嵌合して筒状部１７ａの他端開放部から第２外輪部１１ｂが相対的に軸方向に移動して抜け出るのを防止すると共に筒状部１７ａと第２外輪部１１ｂとの相対的な回動を可能としている。シャフト１２は、ハウジング１６における両端側内周部に位置する、筒状部１７ａと一体及び別体の各外輪部１１ａ、１１ｂにおけるシャフト挿通孔を通っている。外輪１１に相当するハウジング１６は、このようにしてシャフト１２に遊嵌されている。
【００２５】
第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂにおいて、シャフト挿通孔を区画しているそれぞれの内周面には、尖端がシャフト１２の中心軸線１５に平行な方向に向いたＶ字形の溝部１９が、拡開側を向かい合わせるようにして周方向に等間隔にそれぞれ同数形成されている。これら各溝部１９には、線部材１３ａの両端部がそれぞれ係合され、これにより線部材１３ａはハウジング１６内における第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂ間においてシャフト１２の周面に沿ってほぼ等間隔に配置されている。
【００２６】
この実施形態において第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂ間に配置される各線部材１３ａは、各外輪部１１ａ、１１ｂにおける対向する溝部１９間の距離にほぼ等しい長さでかつ撓み性を有し、１つ１つが独立した線状の棒状材である。ここで使用する「撓み性」とは、繰り返し曲げることが可能なことを意味するだけで、復帰力を有することを意味しない。しかし、復帰力のあるバネ性の線部材１３ａを用いることは、このトルクリミッター１０Ａにおいて好ましい。各外輪部１１ａ、１１ｂの溝部１９における径方向の深さは、線部材１３ａがその端部をこの溝部１９に係合させて配置されたときにシャフト１２の周面と微少な間隔をあける程度に設定されることが好ましい。すなわち、溝部１９の径方向深さは、線部材１３ａの直径より僅かに大きいことが望ましい。
【００２７】
外輪１１を構成している筒状部１７ａと第２外輪部１１ｂとは、前述したように相対的に軸方向に不動に且つ回動可能に嵌合されている。これらの筒状部１７ａと第２外輪部１１ｂとは、相対的な回動調整を行った後に双方を回動不能にしておく必要があるため、筒状部１７ａに固定手段２０が設けられている。この固定手段２０は、第２外輪部１１ｂが嵌合しているハウジング本体１７における筒状部１７ａの他端側において、径方向に貫通して形成されたねじ孔２０ａと、このねじ孔２０ａに螺合された止めネジ２０ｂとから構成されている。この止めネジ２０ｂをねじ孔２０ａに螺入して締め付けることにより、止めネジ２０ｂの先端が第２外輪部１１ｂの外周面に当接して相互の回動を止めることができる。
【００２８】
次に、この実施形態に係るトルクリミッター１０Ａの使用方法について説明する。このトルクリミッター１０Ａをどのような機構部で使用するか、などの用途から、外輪１１であるハウジング１６のシャフト１２に対する設定トルク値を計算などにより予め算出する。その後、固定手段２０の止めネジ２０ｂを緩めて、ハウジング本体１７と第２外輪部１１ｂとを相対的に回動できるようにしておき、算出された設定トルク値に基づいて、これらに初期位置から回動差を与える。
【００２９】
ハウジング本体１７と第２外輪部１１ｂとに初期位置から回動差を与えるには、一方を回転させずに他方のみを回転させる方法、一方より他方を速く回転させる方法、両方を相対的に逆方向に回動する方法などがある。このようにしてハウジング本体１７と第２外輪部１１ｂとに初期位置から回動差を与えて、図３に示されるように第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂ間に配置された各線部材１３ａをシャフト１２の中心軸線１５に対して捻る。
【００３０】
その結果、各線部材１３ａは、鼓のように各線部材１３ａの両端部間中央部が径方向内方、即ち中心側に寄るため、シャフト１２の周面に圧接し、その圧接度は、ハウジング本体１７と第２外輪部１１ｂの回動差量を調整することにより変化する。この圧接度によりシャフト１２に対するハウジング１６の設定トルク値が決められるので、測定器などを用いてシャフト１２の回転力を計測しながらハウジング本体１７と第２外輪部１１ｂの回動差を正確に調整し、所定の設定トルク値を得たところで、止めネジ２０ｂを締め付けてハウジング本体１７と第２外輪部１１ｂの相対的な回動を不能にする。
【００３１】
ハウジング本体１７と第２外輪部１１ｂとに回動差を与えて各線部材１３ａを図３に示されるように捻ると、各線部材１３ａはシャフト１２の中心軸線１５に対して投影的に見て交差する。これに伴って線部材１３ａの両端部は、図４（ａ）に示されるように第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂのＶ字状溝部１９の傾斜した側面１９ａに接触するまで屈曲されることはない。つまり、線部材１３ａの端部を係合する各外輪部１１ａ、１１ｂの溝部１９をＶ字状に形成しておけば、線部材１３ａが上述したように捻られたときに、その端部が部分的に屈曲されることがなく、端部に材料疲労が起こり難いことから線部材１３ａの耐久性を高めることができる。
【００３２】
しかし、このトルクリミッター１０Ａでは、線部材１３ａの端部を係止する溝部１９がＶ字形状でなければならいというものではなく、図４（ｂ）に示されるように径方向から外輪部の内周面を見たとき、コ字形状やＵ字形状の溝部１９であってもよい。ただし、この場合には、線部材１３ａがシャフト１２の中心軸線１５に対して捻られたときに、その端部の傾斜に伴ってその近傍が溝部１９の軸方向開口縁に当たらないように逃げ幅を軸方向開口部に確保しておくことが好ましい。それには、線部材１３ａの最大捻り角度を想定した大きさの軸方向開口幅を有するコ字形状やＵ字形状の溝部１９を形成することが望ましい。
【００３３】
このようなトルクリミッター１０Ａの典型的な使用は、例えば複写機などに組み込まれている給紙機構において複数枚の紙送りを防止する手段として用いられる態様である。従来のトルクリミッターもこのような給紙機構において複数枚の紙送りを防止する手段として広く用いられているので、その構造についての説明は省略する。
【００３４】
図５は、本発明の他の実施形態に係るトルクリミッター１０Ｂを示している。図５のトルクリミッター１０Ｂは、固定手段２０を省略して図示されている。この実施形態のトルクリミッター１０Ｂが図３に示される実施形態のトルクリミッター１０Ａと異なる点は、外輪１１の構造にある。すなわち、この実施形態のトルクリミッター１０Ｂでは、外輪１１が第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂと、これらを連結する手段として筒状の連結部材とを備え、この連結部材は、第１連結部と第２連結部とから構成されている。
【００３５】
すなわち、外輪１１であるハウジング２６は、２つのハウジング本体２７、２８を備え、各ハウジング本体２７、２８は、それぞれ第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂと、第１連結部に相当する第１筒状部２７ａ及び第２連結部に相当する第２筒状部２８ａとから構成されている。２つのハウジング本体２７、２８は、その軸方向中間部における第１、第２筒状部２７ａ、２８ａどうしの対向端部で軸方向に不動に且つ相互に回動可能に嵌合している。第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂは、それぞれ第１、第２筒状部２７ａ、２８ａの対向端部とは反対側の端部内周部に位置していると共に、それぞれの筒状部２７ａ、２８ａと一体に形成されている。
【００３６】
第１、第２筒状部２７ａ、２８ａの嵌合構造として、第１筒状部２７ａの対向端側において、この端縁に沿った内周面に第１筒状部２７ａの内径より大きな大内径部分２７ｂが形成されている。他方、第２筒状部２８ａの対向端側において、この端縁から第１筒状部２７ａの内径と同じ径の嵌入部分２８ｂが軸方向に突出しており、この嵌入部分２８ｂが、第１筒状部２７ａの大内径部分２７ｂに対向端の開放側から所謂インロー嵌合をして結合されている。
【００３７】
この嵌入部分（インロー部）２８ｂの外周面には、断面半円形状の隆起部２８ｃが環状に形成され、他方、大内径部分２７ｂの内周面には、この隆起部２８ｃに整合する断面形状の溝部２７ｃが環状に形成されている。この溝部２７ｃには、嵌入部２８ｂを第１筒状体２７ａの大内径部２７ｂに挿入したとき、隆起部２８ｃが嵌合して２つの筒状体２７ａ、２８ａとが相対的に軸方向に移動して外れるのを防止すると共に相対的な回動を可能としている。シャフト１２は、２つのハウジング本体２７、２８が連結されて１つのハウジング２６となったその両端側内周部にそれぞれ位置している各外輪部１１ａ、１１ｂのシャフト挿通孔を通っている。外輪１１に相当するハウジング２６は、このようにしてシャフト１２に遊嵌されている。それ以外の構造は、図２に示される実施形態に係るトルクリミッター１０Ａと実質的に同じである。
【００３８】
図６は、本発明の更に他の実施形態に係るトルクリミッター１０Ｃを示している。図６のトルクリミッター１０Ｃは、固定手段２０を省略して図示されている。この実施形態のトルクリミッター１０Ｃが図３に示される実施形態のトルクリミッター１０Ａと異なる点は、やはり外輪１１の構造にある。すなわち、この実施形態のトルクリミッター１０Ｃでは、外輪１１が第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂと、これらを連結する手段として筒状の連結部材とから構成されている。
【００３９】
すなわち、外輪１１であるハウジング３６は、第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂと、これらを連結する連結部材に相当する筒状部３７とから構成されている。第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂはいずれも筒状部３７とは別体品で、筒状部３７の両端側内周部に軸方向に不動に且つ相互に回動可能に嵌合している。
【００４０】
筒状部３７の両端側内周部への第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂの嵌合構造は、図２に示される実施形態においてハウジング本体１７における筒状部１７ａの開放側端部内周部に第２外輪部１１ｂを嵌合する構造とまったく同様に構成されている。すなわち、筒状部３７の両端側内周部には、それぞれ大内径部３７ａ、３７ｂが形成され、その各内周面には断面半円形状の溝部３７ｃ、３７ｄが環状に形成されている。他方、第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂの外周面には断面半円形状をした隆起部１８が環状に形成され、第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂが筒状部３７における各大内径部３７ａ、３７ｂに配置されたときに隆起部１８が溝部３７ｃ、３７ｄに嵌合し、筒状部３７に対する各外輪部１１ａ、１１ｂの相対的な軸方向移動を阻止すると共に相対的な回動を可能としている。
【００４１】
要するに、図６に示される実施形態の場合には、第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂが共に筒状部３７とは別体品でその両端側内周部に回動可能に嵌合されて組み立てられているのである。シャフト１２は、ハウジング３６の両端側内周部にそれぞれ位置している各外輪部１１ａ、１１ｂのシャフト挿通孔を通っている。外輪１１に相当するハウジング３６は、このようにしてシャフト１２に遊嵌されている。それ以外の構造は、実質的に図２に示される実施形態に係るトルクリミッター１０Ａと同じである。
【００４２】
前述した各実施形態に係るトルクリミッター１０Ａ〜１０Ｃでは、線部材１３ａが独立した細い線状の棒状材のみから構成されていたが、本発明ではこのような線部材１３ａに限定されない。例えば、棒状の線部材部分２１に、図７に示されるように線材を螺旋状に巻いたコイル部材２２を組み合わせて線部材１３ａとすることも好ましい。具体的には、コイル部材２２の中にバネ性線部材部分２１を通し、該コイル部材２２の両端から出たバネ性線部材部分２１の端部を第１、第２外輪部１１ａ、１１ｂの各溝部１９に係合して配置する。
【００４３】
この場合、コイル部材２２としては、一般的なコイルバネを用いることができるが、バネであることは必須ではなく、入手の容易性から考えてこれを用いることが適当である。このように真っ直ぐなバネ性線部材部分２１をコイル部材２２の中に通す理由は、真っ直ぐなバネ性線部材１３ａだけの場合には、線部材１３ａにグリースが溜まりにくく油切れが発生し易いが、真っ直ぐなバネ性線部材部分２１を芯線としてそれにコイル部材２２を外装すると螺旋間にグリース２３が溜まることから、グリース切れを防止することができるからである。
【００４４】
ここで、バネ性の線部材１３ａや線部材部分２１の素材としては、スチールなどの金属材料、プラスチックやカーボンなどの各種樹脂材料、ゴム材料、その他弾力性のある素材を用いることができる。また、コイル部材２１に代えて潤滑性のある樹脂チューブを用いてもよい。
【００４５】
このようなトルクリミッター１０は、複写機などに組み込まれている給紙機構において複数枚の紙送りを防止する手段として用いられることは既に説明したとおりであるが、本発明のトルクリミッター１０では、外輪１１の設定トルク値を可変できる特徴を活かして、蓋開閉装置などに使用することもできる。この蓋開閉装置は、一端部を軸で支持された旋回可能な蓋を、閉める時には制動力を与えてゆっくりと旋回させ、また開ける時には制動力を解除して迅速に旋回させるものであり、例えばピアノの蓋、洋式便器のカバーなど種々の蓋や扉等の開閉に使用できる。
【００４６】
例えば、図５に示される実施形態のトルクリミッター１０Ｂを用いた蓋開閉装置を例にして説明する。蓋開閉装置にトルクリミッター１０Ｂを用いる場合には、２つのハウジング本体２７、２８の相対的回動を不能にする固定手段２０は用いない。従って、止めネジ２０ｂを緩めておくか、或いは外しておく。図８（ａ）はこの蓋開閉装置４０の構成説明図、図８（ｂ）は図８（ａ）の８ｂ−８ｂ線で切断して示す断面図である。この蓋開閉装置４０では、このトルクリミッター１０Ｂのシャフト１２を開閉蓋４１のための固定支持軸とし、外輪１１であるハウジング２６における一方のハウジング本体２７に外装され且つ連結された管体４２に開閉蓋４１の一端を連結する。
【００４７】
ハウジング２６における他方のハウジング本体２８の端部にはシャフト１２の中心軸線１５に直交する方向に延びるレバー４３の一端が固定され、このレバー４３の他端からは中心軸線１５とほぼ平行な方向に突出する棒状の摺接部４４が取り付けられている。他方のハウジング本体２８が回転して摺接部４４が移動する円弧状の経路に沿ってトルクスキュー用ガイド部４５が設置されている。更に、ハウジング本体２７に連結された管体４２の端部からはストッパー４６が軸方向に延び、レバー４３の回動経路を横切っている。開閉蓋４１の先端側とレバー４３の他端側とにはスプリング４７が張られており、開閉蓋４１とレバー４３と相対角度が約９０度を超える時、スプリング４７が作用して引張力を付与するようにされている。
【００４８】
この蓋開閉装置４０の動作を図９（ａ）、（ｂ）、図１０（ａ）、（ｂ）を参照して説明すると、図８（ａ）、（ｂ）に示される開位置から開閉蓋４１を閉める場合には、この開閉蓋４１を持って矢印４８の閉位置の方向に旋回する。開閉蓋４１が旋回すると、管体４２が回転しトルクリミッター１０の外輪１１を構成している一方のハウジング本体２７を回動させる。これにより、圧接体１３を構成している複数の線部材１３ａがシャフト１２の中心軸線１５に対して捻られるが、他方のハウジング本体２８にはスプリング４７を介して回転力が掛かるため、このハウジング本体２８もハウジング本体２７の回動に伴って回動する。しかし、図９（ａ）、（ｂ）に示されるようにレバー４３の摺接部４４がトルクスキュー用ガイド部４５の表面に接触し始めると、そこで受ける摩擦抵抗の負荷がハウジング本体２８に作用する。要するに、ハウジング本体２８に制動力が掛かる。
【００４９】
これにより、２つのハウジング部２７、２８に回動差が発生し、その結果複数の線部材１３ａがシャフト１２の中心軸線１５に対して捻られ、各線部材１３ａの端部間中央部がシャフト１２の周面に圧接して制度力が掛けられる。そのため開閉蓋４１はゆっくりと閉位置へ旋回してくる。開閉蓋４１が閉位置へ向かって旋回中もレバー４３はスプリング４７によって引っ張られているため、レバー４３の摺接部４４がトルクスキュー用ガイド部４５の表面に摺接しながら通過し、開閉蓋４１が閉位置にきている時には両者の相対角度は元に戻っている。言い換えると、線部材１３ａがシャフト１２の中心軸線１５と平行な初期状態に戻っている。
【００５０】
次に、閉位置にある開閉蓋４１をあける時には、管体４２の端部から軸方向に延びているストッパー４６が該管体４２の回動によってレバー４３に当接してこれを回動させるため、結局、２つのハウジング部２７、２８が一体に回転して回動差の発生が起こらない。そのため、線部材１３ａの捻りは起こらず、トルクリミッター１０は初期状態を保ったままを開閉蓋４１を開位置まで旋回させる。その結果、開閉蓋４１には何らの制動力も掛からないため、開閉蓋４１を非常にスムーズに動かすことができる。なお、開閉蓋４１を開位置へ旋回させるとき、レバー４３の摺接部４４がトルクスキュー用ガイド部４５に摺接しないようにすることが望ましい。そのため、レバー４３の先端部をのみを別体で製作し、一方向屈折ヒンジでレバー本体に接続したり、トルクスキュー用ガイド部４５を逃がしたりすることによって対応することができる。
【００５１】
このように前述した各実施形態に係るトルクリミッター１０Ａ〜１０Ｃによると、従来のようにトルク設定値を簡単に変えることができないものと違って、該トルクリミッター製作後にその使用目的に応じてトルク値を自由に設定することができることから、設定トルク値ごとに幾種類ものトルクリミッターを製作する必要もなく、極めて効率的でかつ生産コストを大幅に低減することができる。
【００５２】
前述した実施形態では、筒状の連結部材とこれに軸方向に不動に且つ相互に回動可能に嵌合された第１、第２外輪部のいずれか他方とを回動不能にする固定手段が、ねじ孔２０ａと、このねじ孔２０ａに螺合された止めネジ２０ｂとから構成されていたが、本発明は固定手段をねじ孔と止めネジに限定されるものではなく、例えばピン止め、スプライン、ギザ、溶着、又は接着などを用いることができる。そのうち、溶着又は接着は、随時、トルクを可変する必要がある場合には適さないが、このトルクリミッターを製作した後に、使用者の用途に応じて希望のトルク値に設定して出荷する場合などに用いることができる。
【００５３】
なお、前述した実施形態のトルクリミッターにおいて、これを構成する各部品の素材に関して、線部材やコイル部材以外は特に言及しなかったが、該トルクリミッターの動作を阻害しない材料であれば、種々のものを使用することができる。例えば、外輪及びシャフトについては、金属材料や合成樹脂材料等を用いるのが好適であるが、これら以外の材料を用いてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトルクリミッターによれば、トルク設定値をその製作後に簡単に可変することができることから、トルクリミッターの提供をその使用目的に迅速に対応させることができ、従ってその生産効率も高く、かつ生産コストも安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトルクリミッターの原理を示すもので、図１（ａ）は外輪に圧接体を取り付けて示す斜視図、図１（ｂ）は外輪に対して所定値にトルクを設定した状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るトルクリミッターを示す断面図である。
【図３】図２に示されるトルクリミッターについて所定値にトルクを設定した状態を示す断面図である。
【図４】圧接体である線部材の端部を係止する外輪部の溝部形状を、外輪部の径方向内側から内周面を見て示す部分的な断面図であって、図４（ａ）はＶ字形の溝部の場合、図４（ｂ）は矩形形の溝部の場合を示す。
【図５】本発明の他の実施形態に係るトルクリミッターを示す断面図である。
【図６】本発明の更に別の実施形態に係るトルクリミッターを示す断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態に係るトルクリミッターであって、線部材が、真っ直ぐな線状の線部材部分をコイル部材の中に通して構成されている状態を示す部分的な断面図である。
【図８】本発明のトルクリミッターを蓋開閉装置に使用した場合の説明図であって、図８（ａ）はその概略斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）の８（ｂ）−８（ｂ）線で切断して示す断面図である。
【図９】図８に示される蓋開閉装置の動作を示す構成説明図であって、図９（ａ）はその概略斜視図、図９（ｂ）は図９（ａ）の９（ｂ）−９（ｂ）線で切断して示す断面図である。
【図１０】図８に示される蓋開閉装置の動作を示す構成説明図であって、図１０（ａ）はその概略斜視図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の１０（ｂ）−１０（ｂ）線で切断して示す断面図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ　トルクリミッター
１１　外輪
１１ａ　第１外輪部
１１ｂ　第２外輪部
１２　シャフト
１３　圧接体
１３ａ　線部材
１４　係合部
１５　シャフトの中心軸線
１６　ハウジング
１７　ハウジング本体
１７ａ　筒状部
１７ｂ　大内径部
１７ｃ　溝部
１８　隆起部
１９　溝部
１９ａ　溝部の側面
２０　固定手段
２０ａ　ねじ孔
２０ｂ　止めネジ
２１　バネ性線部材部分
２２　コイル部材
２６　ハウジング
２７　第１ハウジング本体
２７ａ　第１筒状部
２７ｂ　大内径部
２７ｃ　溝部
２８　第２ハウジング本体
２８ａ　第２筒状部
２８ｂ　嵌入部分
２８ｃ　隆起部
３６　ハウジング
３７　筒状部
３７ａ、３７ｂ　大内径部
３７ｃ　３７ｄ　溝部
４０　蓋開閉装置
４１　開閉蓋
４２　管体
４３　レバー
４４　摺動部
４５　トルクスキュー用ガイド
４６　ストッパー
【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】
2004125051.tif 000008
【図７】
2004125051.tif 000009
【図８】
2004125051.tif 000010
【図９】
2004125051.tif 000011
【図１０】
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