(57)【要約】【課題】スリット付きの円筒ばねを内輪に締付け状態に嵌合し、外輪にその円筒ばねのフックを係合して回り止めとした構造をもったトルクリミッタにおいて、内輪の回転方向によって発生トルクに差が生じるようにすることである。【解決手段】円筒ばね２のスリット６の一側辺上にフック７を設け、そのフック７を外輪３に係合することにより、内輪１の一定方向の回転（矢印Ａ）の場合に相対的に大きなトルクを発生させ、上記と逆方向の回転（矢印Ｂ）の場合に相対的に小さなトルクを発生させるようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、その内輪に相対回転可能に嵌合された外環と、上記内輪の外径面に所要の締付け力をもって装着されたスリット付きの円筒ばねと、上記内輪と外環との間において外環に嵌着された蓋とから成り、上記円筒ばねに設けたフックを外環又は蓋に係合させることにより共回りを阻止し、該円筒ばねと内輪との摩擦により所定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、上記フックを上記スリットの近傍に設けたことを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】
上記フックを上記スリットを基準として上記円筒ばねの四分の一円の範囲内に設け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】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、プリンタ、複写機などの事務機器に使用されるばね式のトルクリミッタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタや複写機などの事務機器において、給紙トレイにセットされたプリント用紙を一枚づつ取出すための紙さばき機構部等において、従来からばね式トルクリミッタが使用されている。このばね式トルクリミッタとして、内輪の外径面にコイルばねを所要の締付け力をもって装着するとともに、そのコイルばねの一端部に設けたフックを外環に係合し、固定した外環に対して内輪を回転させることにより、その内輪とコイルばねとの間で生じる摩擦力により所要のトルクを発生させるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この形式のトルクリミッタにおいて、コイルばねのフックに拡径方向の力が作用すると、内輪は所定のトルクをもって回転するが、その逆方向の力が作用するとコイルばねが縮径される結果、内輪はロックし回転ができなくなる。すなわち、この形式のトルクリミッタは一方向トルクリミッタとしての機能を果たすものである。
【０００４】
また、上記のコイルばねに代えてスリット付きの円筒ばねを用いたトルクリミッタも知られている（特許文献２及び後述の実験のサンプル１を示した図４参照）。この場合の円筒ばねは、その一端部に長さ方向に突き出したフックを有し、そのフックを外環に係合させて共回りを防止するようにしている。スリットを基準としたフックの位置は、スリットの反対側、即ちスリットを基準として１８０°の位置に設けられる。この形式のトルクリミッタは、正逆いずれの回転に対しても円筒ばねが同等のトルクを発生するので両方向トルクリミッタとしての機能を果たすものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２６２５６号公報（図１、実施例）
【特許文献２】
特開２００２−２５０３６１号公報（図３、図４、段落００２０）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８は、前記のコイルばねを用いたトルクリミッタ２１の使用の一例として、事務機器の紙さばき機構部を示している。図において、２２はトレイ、２３は駆動軸、２４は駆動ローラ、２５はさばき軸、２６はさばきローラである。トルクリミッタ２１はさばき軸２５の回りにピン２７によりその内輪２８を係合させて取付けられ、その外環２９にさばきローラ２６が嵌合される。コイルばね３１のフック３２が外環２９に係合される。
【０００７】
上記の紙さばき機構部において、通常はさばきローラ２５がＸ方向に回転し、矢印Ｘ’方向に給紙する。紙詰まりが発生した場合、プリント用紙を矢印Ｙの方向に引き抜くと、さばきローラ２６が強制的に矢印Ｚ方向に逆転され、これに取付けられたトルクリミッタ２１の外環２９も同方向に回転しながらコイルばね３１のフック３２を押す。すると、コイルばね３1が縮径し内輪２８に対してロックする結果、トルクリミッタ２１は回転しなくなる。このためプリント用紙をスムーズに引き抜くことが困難となる。
【０００８】
一方、前記のコイルばね式トルクリミッタに代えて、円筒ばね式トルクリミッタを用いた場合は、両方向にトルクが作用するため、紙詰まりの際の引き抜き時にも大きな引き抜き力がプリント用紙にかかり用紙が破損する場合もあり、却って紙詰まり解除が困難になることがある。
【０００９】
そこで、この発明は一定方向の回転時には相対的に大きいトルクを発生し、逆方向回転時にはそれより小さいトルクが発生するようにすることにより、前述のような紙さばき機構部に適したトルクリミッタを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、内輪と、その内輪に相対回転可能に嵌合された外環と、上記内輪の外径面に所要の締付け力をもって装着されたスリット付きの円筒ばねと、上記内輪と外環との間において外環に嵌着された蓋とから成り、上記円筒ばねに設けたフックを外環又は蓋に係合させることにより共回りを阻止し、該円筒ばねと内輪との摩擦により所定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、上記フックを上記スリットの近傍に設けた構成を採用した。
【００１１】
上記の構成において、スリットの両側辺を形成する円筒ばねのフックに近い部分をフック側エンド、その反対側を自由端側エンドと称することとする。いま、外環が固定状態にあり、内輪がフック側エンドから自由端側エンドの方向に回転したとすると、円筒ばねに対し内輪の回転方向に連れ回る力が発生し、円筒ばねは縮径傾向となって相対的に大きいトルクが発生する。逆に、内輪が自由端側エンドからフック側エンドの方向に回転した場合は、円筒ばねに対し内輪の回転方向に連れ回る力が発生するが、この場合は、円筒ばねは拡径傾向となって相対的に小さいトルクが発生する。
【００１２】
上記フックをスリットの位置を基準として上記円筒ばねの四分の一円の範囲内に設けた構成を採ることができる。
【００１３】
フックの位置がスリットに近いほど、正逆回転時のトルク値の差が大きくなり、逆に、フックの位置がスリットから離れるにしたがってその差は小さくなる。フックの位置がスリットの位置から四分の一を超えると、従来例の場合と実質的な差がなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、実施形態のトルクリミッタは、円筒状の内輪１、その外径面に所要の締付け力で装着された円筒ばね２、円筒ばね２をカバーするように内輪１に嵌合される外環３、及び内輪１と外環３の一端部間を閉塞する環状の蓋４とからなる。
【００１５】
上記内輪１の一端部には２か所の係合凹部５が設けられ、これらの係合凹部５により、内輪１の内径面に挿通される軸（図３に示したさばき軸２５参照）に半径方向に立てたピン（同じく図３に示したピン２７参照）により係合される。
【００１６】
上記の円筒ばね２は、弾性ある金属板又はプラスチック板を円筒状に巻き曲げ、軸方向のスリット６を形成したものである。そのスリット６の一方の側辺上に軸方向に突き出したフック７が形成される。以後、スリット６を区画形成する両側辺のうち、フック７側の端部をフック側エンド８、反対側の端部を自由端側エンド９と称する。この円筒ばね２の自然な状態における内径の大きさは、内輪１の外径より所要寸法だけ小さく形成される。このため、円筒ばね２を拡径して内輪１の外径面に装着すると、円筒ばね２の収縮弾性により所定の締付け力を内輪１に対して及ぼす。
【００１７】
外環３は、その内径面の一端部に嵌合部１１が設けられ、この部分に嵌合された内輪１を同芯状態、且つ回転自在に支持する。また、嵌合部１１の中心部分に軸挿通孔１２が設けられる。外環３の内径面１３は、内輪１の外径より大きい内径を持つように形成され、その内径面１３において前記の円筒ばね２をカバーする。また、嵌合部１１の内面に、前記円筒ばね２のフック７を係合するための複数の係合凹部１４が設けられ、フック７はそのいずれか一箇所の係合凹部１４に係合される。
【００１８】
なお、外環３の開放側端部の内径面に周方向の嵌合溝１５が形成され、また嵌合部１１側の外端面には、ローラ等の外部部材との係合突起１６が設けられる。蓋４は、内輪１の外径面に回転可能なすき間をもって嵌合され、その外径面に形成された周方向のリブ１７が前記の嵌合溝１５に所要の摩擦力をもって嵌合される。
【００１９】
実施形態のトルクリミッタは以上のように構成される。次にその作用について説明する。
（大トルク発生時）
図２（ｂ）に示すように、外環３を固定して内輪１をフック側エンド８から自由端側エンド９の方向に回転させた場合（矢印Ａ参照）、円筒ばね２にはその方向に内輪１に従って連れ回る力が作用するが、円筒ばね２はフック７によって外環３に係合されているため回転できない。しかし、円筒ばね２の自由端側エンド９は内輪１の回転方向に若干の連れ回りを生じるため、円筒ばね２は縮径傾向となる。これにより相対的に大きいトルクが発生する。なお、内輪１を固定して外環３を回転させた場合は、外環３が矢印Ｘ方向に回転した場合に、同様の理由で相対的に大きいトルクが発生する。
（小トルク発生時）
同様に、図２（ｂ）において、外環３を固定して内輪１を前記とは逆に自由端側エンド９からフック側エンド８の方向に回転させた場合（矢印Ｂ参照）、円筒ばね２にはその方向に内輪１に従って連れ回る力が作用するが、円筒ばね２はフック７によって外環３に係合されているため回転できない。しかし、自由端側エンド９は内輪１の回転方向に若干の連れ回りを生じるため、円筒ばね２は拡径傾向となる。これにより相対的に小さいトルクが発生する。なお、内輪１を固定して外環３を回転させた場合は、外環３が矢印Ｚ方向に回転した場合に、同様の理由で相対的に小さいトルクが発生する。
【００２０】
図３は、前記のトルクリミッタ２１’の使用の一例として紙さばき機構部に用いた場合を示している。機構部の構成は先に説明した図８の場合と同じであるからその説明は省略する。この紙さばき機構部において、さばきローラ２６に取付けられたトルクリミッタ２１’は、さばき軸２５が固定であり、外環３の外周に取付けられたさばきローラ２６が回転する。通常の給紙の場合は前記のＸ方向に回転し大きいトルクを発生させ給紙作用を行う。その給紙方向を矢印Ｘ’で示す。紙詰まりが発生した場合において、これを解除すべくプリント用紙を反給紙方向（矢印Ｙ参照）に強制的に引き抜くと、トルクリミッタ２１’の逆回転し（矢印Ｚ参照）、相対的に小さいトルクしか発生させないため、スムーズにプリント用紙を引き抜くことができる。
【００２１】
なお、以上述べた実施形態は、フック７をスリット６の一側辺上に設けた場合、即ちスリット６に最も接近した位置に設けた場合であるため、大トルクと小トルクとの差が最も顕著に現れるが、その差が左程顕著である必要がない場合は、フック７の位置をスリット６からある程度離してもよい。
【００２２】
回転方向によるトルクの大きさの差、フック位置によるトルクの大きさを確認するため以下の実験を行った。
（確認実験の内容）
サンプル１から３のサイズを図４から図６に示す。図４は従来例のトルクリミッタであり、円筒ばね２のフック７はスリット６の反対側、即ち１８０°離れた位置に設けられる。図５、図６は本発明のトルクリミッタであり、図５はフック７をスリット６の一側辺上、即ち最もスリット６に接近した位置に設けた前記実施形態のもの、図６はフック７をスリット６から９０°（四分の一円）離れた位置に設けたものである。
【００２３】
各円筒ばね２の材料：ＳＵＳ３０１ＣＳＰ−Ｈ
内輪１の回転速度：１００ｒｐｍ
（確認実験の結果）
前記各サンプルにつき測定したトルク値を図７に示す。サンプル１は、左右回転時において同一のトルク値を示した。サンプル２は、フック側回転時と反フック側回転時でトルク値に顕著な差が現れた。発生トルクは安定している。サンプル３は、フック側回転時と反フック側回転時のトルク値が、ほぼサンプル１と２の中間値を示した。発生トルクは安定している。
【００２４】
サンプル２とサンプル３の結果から、スリット６を基準として、フック７の位置が四分の一円の範囲内にある場合は回転方向に応じたトルクの大きさに一定の差異が生じることが分かった。四分の一を超えると、サンプル１の場合と実質的な差異が認められないことが推測される。
【００２５】
なお、本発明の円筒ばね２のフック７は、蓋４側に係合させてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、トルクを発生させる円筒ばねのフックの位置をスリットの近傍、即ち、スリットの一側辺上に設けた最も接近した位置から四分の一円の範囲内に設けることにより、発生するトルクが回転方向によって差異のあるトルクリミッタが得られる。そのフックをスリットに最も接近した位置に設けると発生トルクに顕著な差異が生じるため、事務機器等の紙さばき機構に使用した場合は、紙詰まりの解除作業を容易に行うことができる。
【００２７】
また、回転方向により発生するトルクに差をもたせることが、１個の円筒ばねで実現できるため、トルクリミッタの部品点数が少なく、また組立も容易であるから低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の分解斜視図
【図２】（ａ）同上の断面図
（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図
【図３】同上の使用状態の一部省略斜視図
【図４】（ａ）実験のサンプル１の断面図
（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図
【図５】（ａ）実験のサンプル２の断面図
（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図
【図６】（ａ）実験のサンプル３の断面図
（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図
【図７】実験結果のグラフ
【図８】従来例の使用状態の一部省略斜視図
【符号の説明】
１  内輪
２  円筒ばね
３  外環
４  蓋
５  係合凹部
６  スリット
７  フック
８  フック側エンド
９  自由端側エンド
１１  嵌合部
１２  軸挿通孔
１３  内径面
１４  嵌合凹部
１５  嵌合溝
１６  係合突起
１７  リブ
２１、２１’  トルクリミッタ
２２  トレイ
２３  駆動軸
２４  駆動ローラ
２５  さばき軸
２６  さばきローラ
２７  ピン
２８  内輪
２９  外環
【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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【図８】
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