(57)【要約】【課題】コイルばねを用いた所定機構の摩擦係合方式のトルクリミッタにおいて、初期作動状態での潤滑不良が起こり難く、すなわち、気温の高い場合にも初期作動状態での異音の発生しないトルクリミッタとすることである。【解決手段】外輪１の内側に内輪２を回転自在に設け、これら両輪間に組み込んだコイルばね３に内輪２の外径面を締め付ける小径コイル部３ａを設け、このコイルばね３の両端の一方を外輪１に固定し、内輪２がコイルばね３の締め付け力でコイルばね３と一体に摩擦係合する際に内輪２と外輪１の間にトルクを伝達可能としたトルクリミッタにおいて、内輪２を含油焼結金属で形成すると共に、内輪２の表面に、含油処理後の潤滑油体積の収縮量を補充する所定量の潤滑油を塗布したトルクリミッタとする。潤滑油体積収縮量を補充する潤滑油は、含油処理の潤滑油より高粘度の潤滑油であり、１００ｃｓｔ〜１２００ｃｓｔの潤滑油を採用することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の内側に内輪を回転自在に設け、これら両輪間に組み込んだコイルばねに内輪の外径面を締め付ける小径コイル部を設け、このコイルばねの両端の一方を外輪に固定し、内輪がコイルばねの締め付け力でコイルばねと一体に摩擦係合する際に内輪と外輪の間にトルクを伝達可能としたトルクリミッタにおいて、
前記内輪を含油焼結金属で形成すると共に、内輪表面に、含油処理後の潤滑油体積の収縮量を補充するように潤滑油を塗布したことを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】
潤滑油体積収縮量を補充する潤滑油が、含油処理の潤滑油より高粘度の潤滑油である請求項１に記載のトルクリミッタ。
【請求項３】
潤滑油体積収縮量を補充する潤滑油が、１００ｃｓｔ〜１２００ｃｓｔの潤滑油である請求項１または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】
この発明は、含油焼結金属からなる内輪を用いたトルクリミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタや複写機等の事務機器などに使用されているトルクリミッタとして、摩擦式のトルクリミッタが知られており、その構造例を図１に示すと、このものは円筒形の外輪１の内部に同芯状に挿入した内輪２の一端部を外輪１の端壁に嵌合支持している。外輪１と内輪２との間において、内輪２の外径面に角型断面のコイルばね３が装着され、また、外輪１と内輪２の開放端部に蓋５が外輪１に対し一定以上のトルクで回転できるように嵌合されている。内輪２の先端部がその蓋５を回転自在に貫通する。
【０００３】
上記のコイルばね３は、内輪２に緊縛される小径コイル部３ａと、これより大径のトルク調整部３ｂを有し、フック６が蓋５の穴に係合されている。
【０００４】
上記構成のトルクリミッタのトルク値は、コイルばね３の小径コイル部３ａの内輪２に対する緊縛力で定まる。トルク値の調整は、蓋５を外部から一定以上のトルクを加えて回転操作し、トルク調整部３ｂを介して小径コイル部３ａの緊縛力を変えることにより行う。
【０００５】
上記構造のトルクリミッタにおいて、さらに内輪を含油焼結金属部品で製造したものが知られている（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９２８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記した従来のトルクリミッタでは、加熱状態で含油処理された内輪に対して表面に付着した余剰の潤滑油を、遠心分離などのいわゆる「油切り」処理によって、適量除去する処理が行われているが、充分に放冷などの冷却処理がなされないまま「油切り」処理が行われる場合がある。
【０００８】
その場合、内輪に含浸されている潤滑油は、高い温度で低粘度であるために、遠心分離などの「油切り」処理によって過剰量が除去され、さらに「油切り」処理後に温度低下した潤滑油が収縮して焼結気孔内（ポーラス内部）に潤滑油が引っ込んでしまうと、内輪表面の潤滑油量が不足する。
【０００９】
このようにして内輪表面に潤滑油が不足すると、初期の作動状態でコイルばねの内輪に対する摩擦係合状態から摺動状態へ変化するとき、またはその逆の状態変化が起こるときに潤滑不足になって異音が生じるという問題点がある。
【００１０】
また、このような理由によってトルクリミッタの初期作動状態での潤滑不良が起こることにより、夏季などの気温が高い状態で遠心分離などの「油切り」処理が行われた製品に起こりやすいと考えられる。
【００１１】
そこで、この発明の課題は上記した問題点を解決して、コイルばねを用いた所定機構の摩擦係合方式のトルクリミッタにおいて、初期作動状態での潤滑不良が起こり難く、すなわち、気温の高い場合にも初期作動状態での異音の発生しないトルクリミッタとすることである。
【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、この発明においては、外輪の内側に内輪を回転自在に設け、これら両輪間に組み込んだコイルばねに内輪の外径面を締め付ける小径コイル部を設け、このコイルばねの両端の一方を外輪に固定し、内輪がコイルばねの締め付け力でコイルばねと一体に摩擦係合する際に内輪と外輪の間にトルクを伝達可能としたトルクリミッタにおいて、前記内輪を含油焼結金属で形成すると共に、内輪表面に、含油処理後の潤滑油体積の収縮量を補充する所定量の潤滑油を塗布したことを特徴とするトルクリミッタとしたのである。
【００１３】
上記したように構成されるこの発明のトルクリミッタは、内輪表面における含油処理後の潤滑油体積収縮量を、含浸処理された潤滑油粘度以上の高粘度の潤滑油で補充したことにより、内輪表面における含油処理後の温度低下による減少した潤滑油量は補われ、トルクリミッタの作動当初から潤滑油が焼結気孔から摺動する内輪表面に速やかに供給される状態になって、内輪表面の潤滑性は常に良好な状態になる。
【００１４】
そのために、トルクリミッタの初期の作動状態において、コイルばねの内輪に対する摩擦係合状態から摺動状態へ変化するときに、またはその逆の状態変化が起こるときに潤滑油が不足することなく、安定して良好な潤滑状態であり、初期作動時の異音も発生しない。
【００１５】
上記の異音発生防止作用を確実に奏させるために、潤滑油体積収縮量を補充する潤滑油が、含油処理の潤滑油より高粘度の潤滑油を採用することが好ましい。高粘度の潤滑油は、焼結気孔から過剰に流出することなく、適当な潤滑状態を安定させる作用に優れている。
【００１６】
潤滑油体積収縮量を補充する潤滑油の具体的に好ましい粘度としては、１００ｃｓｔ〜１２００ｃｓｔの潤滑油である。所定の粘度範囲の潤滑油を補充することにより、異音発生防止効果が確実にあると共に、トルクの初期低下を起さず、耐久性のあるトルクリミッタになる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、以上説明したように、内輪表面における含油処理後の潤滑油体積収縮量を、含浸処理された潤滑油粘度以上の高粘度の潤滑油で補充したトルクリミッタとしたので、トルクリミッタの作動当初から潤滑油が焼結気孔から摺動する内輪表面に供給されて、初期作動状態での潤滑不良が起こり難く、トルクの初期低下量が小さく、また気温の高い場合にも初期作動で異音発生のないトルクリミッタであるという利点がある。
【００１８】
潤滑油体積収縮量を補充する潤滑油が、含油処理の潤滑油より所定の高粘度潤滑油である発明では、上記の効果がより確実かつ安定的に奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施形態を以下に、添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、トルクリミッタは、外輪１の内側に内輪２を回転自在に設け、これら両輪１、２の間に組み込んだコイルばね３に内輪２の外径面を締め付ける小径コイル部３ａを設け、このコイルばね３の両端の一方のフック４を外輪の端壁に固定し、内輪２がコイルばね３の小径コイル部３ａの締め付け力でコイルばね３と一体に摩擦係合する際、内輪２と外輪１の間にトルクを伝達可能とするものである。
【００２０】
さらに詳細に説明すると、円筒形の外輪１の内部に同芯状に挿入した内輪２の一端部を外輪１の端壁に嵌合支持している。外輪１と内輪２との間において、内輪２の外径面に角型断面のコイルばね３が装着され、また、外輪１と内輪２の開放端部に蓋５が外輪１に対し一定以上のトルクで回転できるように嵌合されている。内輪２の他端部がその蓋５を回転自在に貫通している。
【００２１】
上記のコイルばね３は、内輪２に緊縛される小径コイル部３ａでトルクを発生させ、これより大径のトルク調整部３ｂを有し、トルク調整部３ｂ側の自由端部のフック６が蓋５の穴に係合されている。
【００２２】
上記構成のトルクリミッタは、コイルばね３の巻き方向によって定まる一方向にのみトルクを伝達し、反対方向には内輪２への巻き付きによりトルク伝達が不可能な一方向トルクリミッタであり、そのトルク値は、コイルばね３の小径コイル部３ａの内輪２に対する緊縛力で定まる。トルク値の調整は、蓋５を外部から一定以上のトルクを加えて回転操作し、トルク調整部３ｂを介して小径コイル部３ａの緊縛力を変えることにより行う。
【００２３】
このような構造のトルクリミッタの内輪を含油焼結金属で形成すると共に、内輪表面における含油処理後の潤滑油体積収縮量を含浸処理された潤滑油粘度以上の高粘度の潤滑油で補充する。潤滑油としては、周知の潤滑油を採用することができ、例えば鉱油や合成油などを特に限定することなく採用することができる。
【００２４】
内輪を成形するには、銅や鉄等の金属粉末とグラファイト等の添加粉末とを混合し、この混合物を金型に充填して内輪形状に圧縮成形する。そして、この成形物を焼結してサイジング（整形）を行った後、真空で含油処理し、最後に遠心分離機による油切りを行う。なお、焼結状態によっては、サイジングと含油処理の間で、硬化のための焼処理とそれによって生じるスケールを取り除くバレル処理を行ってもよい。
【００２５】
上記の含油処理においては、整形した内輪を超音波洗浄して乾燥させ、内輪およびこれに含浸させる潤滑油を好ましくは３０〜７０℃に加熱する。この加熱温度が常温に近い温度である場合には、油切り処理後の冷却時の潤滑油収縮量は少ないが、それでは含浸作業の効率は低くて実用性が低くなり好ましくない。外気温にかかわらず含浸作業の効率を高めるために好ましい含浸温度は、５０〜７０℃、より好ましくは６５〜７０℃である。
【００２６】
次に、含油処理後の内輪を常温（または室温）になるまで放冷すると、含浸された潤滑油は収縮して焼結気孔の表面から潤滑油が孔の奥の方に引っ込んだ状態になる。
【００２７】
その際に、別途用意した潤滑油を、前記体積収縮量を補って内輪の焼結気孔の表面に油が薄く均一に付着した状態になるように、噴霧塗布や刷毛塗りなどによって塗布する。その際に用いる潤滑油としては、前記した含浸に用いたものと同様に、周知の潤滑油を採用することができ、例えば鉱油や合成油などを特に限定することなく採用することができる。なお、油種としては、前記含浸に用いた潤滑油と同種のものを採用することが好ましい。
【００２８】
塗布に用いる潤滑油の粘度は、含油処理の潤滑油よりも高粘度の潤滑油を採用することが好ましく、具体的には、４０℃における１００ｃｓｔ〜１２００ｃｓｔの潤滑油であることが好ましい。
【００２９】
なぜなら、上記の所定粘度範囲未満の低粘度の潤滑油では、含油焼結金属の表面から流出しやすく、補充後も初期作動状態での潤滑油不足を招く場合があって好ましくないからであり、また、上記の所定粘度範囲を超える高粘度の潤滑油では、異音発生防止効果はあるが、トルクリミッタのトルクの初期低下を起こしやすくなり、トルクリミッタの耐久性に影響を及ぼす場合があるからである。
【実施例】
【００３０】
［実施例１〜５］
図１に示す構造のトルクリミッタの内輪を焼結軸受鋼にて形成し、６５〜７０℃の高温条件で粘度１００ｃｓｔの潤滑油（鉱油）を含浸し、その後、常温（室温）に放冷した。
得られたトルクリミッタの内輪に対して表１に示す所定粘度（４０℃）の鉱油を同表に示す１０〜４０ｍｇの所定量だけ塗布し、トルクリミッタを組み立てた。
【００３１】
得られたトルクリミッタに対して、これを内輪駆動にて動作させた際に、異音の発生の有無を調べると共に、その際のトルクの初期低下量（ｍＮ・ｍ）を測定した。
【００３２】
なお、各例については、トルクリミッタ各５個を試験に用い、評価については、その結果の平均値で判定した。
【００３３】
［比較例１］
実施例１において、内輪に潤滑油を塗布しなかったこと以外は、全く同様にしてトルクリミッタを製造し、得られたトルクリミッタに対して、これを内輪駆動にて動作させた際に、異音の発生の有無を調べると共に、その際のトルクの初期低下量（ｍＮ・ｍ）を測定し、この結果を表１中に併記した。
【００３４】
［比較例２］
実施例１において、４０℃の低温条件で内輪に粘度１００ｃｓｔの潤滑油を含浸し、その後、内輪に潤滑油を塗布しなかったこと以外は、全く同様にしてトルクリミッタを製造し、得られたトルクリミッタに対して、これを内輪駆動にて動作させた際に、異音の発生の有無を調べると共に、その際のトルクの初期低下量（ｍＮ・ｍ）を測定し、この結果を表１中に併記した。
【００３５】
［比較例３、４］
実施例１において、内輪に塗布する潤滑油の粘度（４０℃）を３０ｃｓｔ、または８０ｃｓｔとしたこと以外は、全く同様にしてトルクリミッタを製造し、得られたトルクリミッタに対して、これを内輪駆動にて動作させた際に、異音の発生の有無を調べると共に、その際のトルクの初期低下量（ｍＮ・ｍ）を測定し、この結果を表１中に併記した。
【００３６】
【表１】
2007321803.tif 000003
【００３７】
表１の結果からも明らかなように、内輪に塗布する潤滑油量が一定であれば、潤滑油の粘度が高い方が異音発生防止効果が高く、同じ粘度の潤滑油を使用すると、塗布量が多いほど、異音発生防止効果が高いことが判る。
【００３８】
また、トルクリミッタの耐久性は、トルクの初期低下量として２ｍＮ・ｍ以下が望ましいため、塗布オイルの粘度（４０℃）は、１００〜１２００ｃｓｔが好ましく、効率よく少ない塗布量で異音発生防止効果を得るためには、３００〜１２００ｃｓｔが好ましいことがわかる。
【００３９】
なお、塗布方法としてディスペンサーを用いた場合には、潤滑油の粘度（４０℃）は５００〜９００ｃｓｔが作業性の点で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態のトルクリミッタの断面図
【符号の説明】
【００４１】
１  外輪
２  内輪
３  コイルばね
３ａ  小径コイル部
３ｂ  トルク調整部
４、６  フック
５  蓋
【図１】
2007321803.tif 000004