(57)【要約】【課題】外輪にＤ型カット面を設けた一方向形式のトルクリミッタにおいて、各ポケットに収納したばね片に作用する使用時のばね荷重を均一化して、トルクリミッタの寿命の安定化を図ることである。【解決手段】外輪１の外径面にＤカット面８を形成するとともに、そのＤカット面８に対応した内径面に軸受部９を形成し、外輪内径面中心Ｏに対して軸中心Ｏ’が前記軸受部９側に一定量偏心した状態で使用されるトルクリミッタにおいて、各ポケット２内のころ５に押圧力を付与するばね片６のばね座長を前記ばね片６が一定のばね力でころ５を押圧するに必要なばね長さＬ０に一致する大きさに設定した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の内径面に所要数のころ収納用のポケットを設けるとともに各ポケットの底面に回転の一方向に傾斜したカム面を形成し、前記外輪に挿通された軸と前記カム面との間で形成される一定のクサビ角を形成し、各ポケットに収納したころを前記クサビ角の方向に押圧するばね片を各ポケットのばね座ところとの間に介在し、前記外輪外径面にＤカット面を形成するとともに、そのＤカット面に対応した内径面に軸受部を形成し、外輪内径面中心に対して軸中心が前記軸受部側に一定量偏芯した状態で使用されるトルクリミッタにおいて、前記ばね片が各ころをクサビ角の方向に一定のばね力で押圧するに必要なばね長さをＬ０に設定した場合に、前記使用状態におけるばね座長が前記ばね長さＬ０に一致するように該ばね座の位置を設定したことを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】
前記の各ばね片は同一サイズであり、前記の使用状態において各ばね片のたわみ量が同一であり、かつ前記ころをカム面に押し付けるばね力が一定である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、複写機やプリンタに用いられるトルクリミッタに関し、特に外輪外径面にＤカット面を有する一方向クラッチ式トルクリミッタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに用いられる一方向クラッチ式トルクリミッタとして、図４（ａ）に示したものが従来から知られている（特許文献１）。このトルクリミッタは、外輪１の内径面に所要数のころ収納用のポケット２を設けるとともに各ポケット２の底面に回転の一方向に傾斜したカム面３を形成し、前記外輪１に挿通された軸４と前記カム面３との間で一定のクサビ角θを形成し、各ポケット２に収納したころ５をクサビ角θの方向に押圧するばね片６を各ポケット２のばね座７ところ５との間に介在したものである。以下、この形式のトルクリミッタをころ均等配置型トルクリミッタと称する。
【０００３】
上記のころ均等配置型トルクリミッタは、外輪１と軸４との相対回転によりころ５がクサビ角θの方向に移動して噛み込みが生じると外輪１と軸４とがロックし、トルクリミッタとしての作用を果たさない。しかし、前記と反対方向に相対回転するところ５がクサビ角θと反対方向に移動して噛み込みが外れ、外輪１と軸４とが一定の空転トルクで相対的に回転し、トルクリミッタとしての機能を果たす。ばね片６はころ５を一定のばね力でクサビ角θの方向に押圧することにより、その作動の安定性を図る作用を行う。
【０００４】
前記のばね片６は自然状態においてすべて同一サイズであり、ばね座７に組み込まれた状態で一定の押圧力を発生する長さＬ０となるようにばね座長（ころ５のばね接触点とばね座７間の距離）がＬ０に設定されている。ばね座長Ｌ０は各ポケット２において同一であり、従って各ポケット２の形状も同一である。各ころ５の軸に対する押圧力Ｐ（カム面３に対する押圧力と大きさが同一で方向が反対である。）をそれぞれ矢印で示す。各押圧力Ｐは一定の大きさであり、かつ総て外輪内径面の中心Ｏ（軸中心Ｏ’と一致する。）に向かう。
【０００５】
一方、上記のころ均等配置型トルクリミッタを使用する場合、これを収納したハウジングの大きさに他の部材との位置関係等により寸法上の制限を受ける場合がある。このため、図４（ｂ）に示したように、外輪１の外径面にＤカット面８を設け、そのＤカット面８を設けた部分の外輪内径面においては前記ポケット２を省略し、代わりに軸受部９を形成したトルクリミッタついて、当出願人が先に特許出願している（特願２００４−００５６０３号）。以下、この形式のトルクリミッタをＤカット型トルクリミッタと称する。
【０００６】
このＤカット型トルクリミッタにおいては、Ｄカット面８に対応した外輪の内径面におけるポケット２が省略されその部分が軸受部９に形成されている点が相違する。それ以外の他の構造は前記のころ均等配置型トルクリミッタと同一である。即ち、ポケット２の形状はすべて同一であり、ばね座７のばね座長はＬ０に設定され、一定のばね力がころ５に付与される。また、外輪内径面中心Ｏと軸中心Ｏ’は一致し、ころ５の軸４に対する押圧力Ｐは前記の中心Ｏを向く。
【特許文献１】特公平８−１４２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のＤカット型トルクリミッタを実際に使用した場合は、ころ５が全周に渡り均等に配置されていないため、ころ５の軸４に対する押圧力Ｐの方向が不均一となる（図４（ｃ）参照）。これにより、外輪１と軸４がころ５の存在しない軸受部９の方向に相対的にずれ（白抜き矢印Ａ参照）、外輪内径面中心Ｏと軸中心Ｏ’とが偏芯する（図中の偏芯量δ参照）。
【０００８】
従来のＤカット型トルクリミッタにおいては、図４（ｂ）に示したように、外輪内径面中心Ｏと軸中心Ｏ’が一致することを前提にしてポケット２の形状、特にばね座長Ｌ０を設定していたため、前述ように両方の中心Ｏ、Ｏ’が偏芯すると、ポケット２ごとにころ５の位置が異なり、これに応じてばね座長Ｌ０の大きさも変化する。これを示すために、図４（ｃ）においてばね座長をそれぞれＬ１、Ｌ２及びＬ３で示している。これらの関係はＬ１＜Ｌ２（≒Ｌ０）＜Ｌ３である。
【０００９】
要するに、Ｄカット面８に近い部分のばね片６（符号Ａ、Ｅのばね片６参照）に関するばね座長Ｌ１は圧縮作用を受け前述の長さＬ０より短くなる。またＤカット面８から遠いばね片６（符号Ｃのばね片６参照）に関するばね座長Ｌ３は圧縮作用が働かず、ばね片６自体が伸長するためＬ０より長くなる。中間部分のばね片６（符号Ｂ、Ｄのばね片６参照）に関するばね座長Ｌ２は、圧縮作用と伸長作用が打ち消し合うためＬ０にほぼ等しくなる。このように各ばね片６の長さは前記のばね座長Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に応じて伸縮するため、それぞれのばね荷重にアンバランスが生じる。
【００１０】
このようなアンバランスが生じると、圧縮作用を受けるばね片６（符号Ａ、Ｅのばね片６参照）の性能劣化（いわゆるヘタリ）が他のばね片６に比べて促進され、空転トルクの早期低下を引き起こす原因となる問題がある。
【００１１】
そこで、この発明は前述のＤカット型トルクリミッタにおいて、各ポケットに収納されるばね片のばね荷重を均等化した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】
【００１２】
上記の課題を解決するために、この発明に係るトルクリミッタは、図１（ａ）に示したように、外輪１の内径面に所要数のころ収納用のポケット２を設けるとともに各ポケット２の底面に回転の一方向に傾斜したカム面３を形成し、前記外輪１に挿通された軸４と前記カム面３との間で形成されるクサビ角θを形成するとともに、各ポケット２にそれぞれころ５を収納し、各ころ５を前記クサビ角θの方向に付勢するばね片６を各ポケット２のばね座７に収納し、さらに前記外輪１の外径面にＤカット面８が形成され、その部分の内径面において前記ポケット２を省略して軸受部９が形成された従来のＤカット型トルクリミッタを基本構造としている。
【００１３】
この発明においては、上記Ｄカット型トルクリミッタの使用状態において、外輪１の内径面中心Ｏに対して軸中心Ｏ’が軸受部９側に一定の偏芯量δだけ白抜き矢印Ａの方向に偏芯した状態を想定して、ポケット２の形状、特にそのばね座７の位置を設定することとしている。即ち、この発明においては、前記ばね片６が各ころ５をクサビ角θの方向に一定のばね力で押圧するに必要なばね長さをＬ０とした場合に、前記使用状態におけるばね座長が前記ばね片の長さＬ０に一致するように該ばね座７の位置を定めた構造としたものである。
【００１４】
上記の構造によると、使用状態において総てのばね座長がＬ０となり、その結果各ばね片６（符号ＡからＥ参照）の長さはＬ０となり、ばね荷重が均一化される。
【００１５】
図２は、従来のポケット形状との差異を明らかにするため、各ポケット２ごとに、従来の場合のばね座長Ｌ１〜Ｌ３を併せて記入したものである。ポケット２の位置やカム面３の角度には変わりないが、ばね座７の位置が相違している。即ち、この発明の場合は、符号ＡとＥのばね片６においては、Ｌ０＞Ｌ１であり、その差分だけばね座７は深く形成される。符号ＢとＤのばね片６においてはＬ０≒Ｌ２であり、ばね座７の深さは従来の場合と実質的に同一である。符号Ｃのばね片６の場合は、Ｌ０＜Ｌ３であり、ばね座７の位置は従来の場合より浅く形成される。その結果、総てのばね座長は同一の長さＬ０となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、この発明は、Ｄカット型トルクリミッタにおいて、その使用状態における各ばね片にかかるばね荷重が均一化されるため、一部のばね片の性能劣化（いわゆるヘタリ）が防止され、製品寿命の安定化を促進することができる。また、ばね片のサイズはすべて同一であるので、異なったサイズのものを使い分ける場合に比べ、組立性を損うこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
前述のようなポケット形状を持ったＤカット型トルクリミッタの設計上の作図方法を次に説明する。図２（ａ）から（ｄ）は第１の作図法、図３（ａ）から（ｃ）は第２の作図法を示している。
【００１８】
第１の作図法は次の手順による。
（１）ばね片６の必要なばね力に対するばね長さ（Ｌ０）を決定する（図２（ａ）参照）。
（２）次に、Ｄカット面８を有する外輪１に軸４、ころ５を同時に組み込んだ状態を作図し（図２（ｂ）参照）、外輪１の内径面中心Ｏと軸中心Ｏ’を一致させ、一定のクサビ角θに基づきカム面３を作図する。そのカム面３と軸４にころ５が接触した状態で、ころ５のばね接触点１１からばね座７までの距離、即ちばね座長を前記の長さＬ０に一致させるように作図する。このときころ５の配置も決定する。
（３）次に、軸４を外輪２の軸受部９に接触させる（図２（ｃ）参照）。これにより外輪内径面中心Ｏと軸中心Ｏ’との間にδの偏芯が生じ、同時に各ポケット２におけるばね座長が、図示のようにＬ１からＬ３に変化する。
（４）次に、図２（ｃ）の状態においてころ５のばね接点１１から前記のばね座長Ｌ０をすべてのポケット２において作図する（図２（ｄ）参照）。
以上により、前述の外輪１のポケット形状を作図することができる。
【００１９】
次に、第２の設計手法を図３（ａ）から（ｄ）に基づいて説明する。
（１）前記と同様に、ばね片６の必要なばね力に対するばね長さ（Ｌ０）を決定する（図３（ａ）参照）。
（２）次に、Ｄカット面８を有する外輪１を作図する（図３（ｂ）参照）。このとき、カム面３はまだ作図せず、外輪１の内径部に軸４を挿通し、その軸４を外輪１の内径面の軸受部９に接触させるように作図する。外輪１の内径面中心Ｏと軸中心Ｏ’の間にδの偏芯が生じる。
（３）ころ５を軸４に接するように作図する（図３（ｃ）参照）。
（４）図３（ｃ）の状態で、ころ５に接触するようにクサビ角θに基づきカム面３を描くと同時に長さＬ０のばね座長を有するばね座７の位置を定め、ポケット２を作図する。さらに前記ばね座長Ｌ０に一致するばね片６を描く。
以上により、前述の外輪１のポケット形状を作図することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）（ｂ）実施形態の断面図
【図２】（ａ）〜（ｄ）第１の作図法の説明図
【図３】（ａ）〜（ｄ）第２の作図法の説明図
【図４】（ａ）〜（ｃ）従来例の説明図
【符号の説明】
【００２１】
１  外輪
２  ポケット
３  カム面
４  軸
５  ころ
６  ばね片
７  ばね座
８  Ｄカット面
９  軸受部
１１  ばね接触点
【図１】
2005351304.tif 000003
【図２】
2005351304.tif 000004
【図３】
2005351304.tif 000005
【図４】
2005351304.tif 000006