JPH02107838A - 従動ローラ用トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分腎） この発明に係る従動ローラ用トルクリミッタは、複写機
や各種プリンタ等に内蔵され、紙が２枚以上まとめて後
方に送られない様にする自動給紙装置に組み込んで利用
する。

（従来の技術） 複写機や各種プリンタの自動給紙装置は、シート状に切
断され重ね合わされた状態でカセット等に収納された紙
を１枚ずつ、印字部等が存在する後方に送らなければな
らない。

ところが、薄い紙をカセットから取り出す場合、１枚ず
つ安定して取り出す事は難しく、しばしば２枚以上まと
めて取り出す場合が生じる。

この様な場合に於いても、印字部の前でまとまって取り
出された紙を分離し、印字部には紙が１枚ずつ送り込ま
れる様に、第１４図に示す様に、モータで駆動される駆
動ローラ１と、トルク付与装置を介して回転自在に枢支
された従動ローラ２とから成る分離機構を設けている。

この分離機構を構成する駆動ローラ１と従動ローラ２と
の内、駆動ローラ１は、第１４図で時計方向に回転する
モータの駆動軸１８に固定して、この駆動＠１８と同期
して回転する様にし、駆動軸１８と同方向（第１４図で
時計方向）に回転する枢軸３と従動ローラ２との間には
トルクリミッタ１９を設けると共に、駆動、従動、両ロ
ーラ１．２の外周面を被覆したゴム筒同士を、弾性的に
当接させている。

この為、駆動ローラ１の外周面と従動ローラ２の外周面
との間に強い摩擦力が働いた場合には、トルクリミッタ
１９のスリップにより、従動ローラ２が駆動ローラ１と
逆方向（第１４図の反時計方向）に回転するが、両ロー
ラ１．２の間に滑り易い面が存在した場合には、この面
が滑る事により、従動ローラ２が、駆動ローラ１と同方
向（第１４図の時計方向）に回転する。

従って、駆動、従動、両ローラ１．２の間に紙が１枚の
み送り込まれた場合には、この紙の両面と、両ローラ１
．２の外周面を覆うゴム筒との間に働く強い摩擦力によ
り、両ローラ１．２が互いに逆方向に回転し、両ローラ
１．２の間に挟まれた紙を後方（第１４図の左方）に送
るが、第１４図に示す様に、駆動、従動、両ローラ１．
２の間に２枚の紙４ａ、４ｂが重ね合わされた状態で送
り込まれた場合には、駆動ローラ１の外周面を覆うゴム
筒と一方の紙４ａの表面とに働く強い摩擦力により、こ
の紙４ａのみを後方に送る。

この場合に於いて、互いに重ね合わされた２枚の紙４ａ
、４ｂ同士の間に働く摩擦力は、駆動、従動、両ローラ
１．２の外周面と各紙４ａ、４ｂの表面との間に働く摩
擦力、及び従動ローラ２と枢＠３との間に設けたトルク
リミッタ１９のトルクに比べて遥かに弱い為、両紙４ａ
、４ｂの合わせ面同士が滑り、駆動ローラ１の外周面を
覆うゴム筒と直接接触した紙４ａのみが後方に送られ、
従動ローラ２の外周面と接触した紙４ｂは、枢軸３と同
方向に回転する従動ローラ２により、前方（第１４図の
右方）に送り返されて、２枚の紙の分離が行なわれる。

ところで、上述の様な自動給紙装置の枢軸３と従動ロー
ラ２との間に組み込まれる従動ローラ用のトルクリミッ
タ１９として従来から、特開昭６２−８０３１１号公報
等に開示されている様に、フェルトや皮革等の摩擦材と
金属材とを、ばねの弾力により互いに当接させ、この摩
擦材と金属材との間に作用する摩擦力により、所望のト
ルクを得る様にしたものが使用されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の様な、摩擦力により所望のトルクを得
る従動ローラ用トルクリミッタの場合、次に述べる様な
不都合を生じる。

先ず第一に、長期間使用した場合には、摩擦材の摩耗に
伴なって、得られるトルクが変動し、トルクリミッタを
組み込んだ自動給紙装置等の性能が、不安定となり易い
。

第二に、トルクリミッタの起動後、所望のトルクが得ら
れる様になる迄、成る程時間を要し、その間、やはりト
ルクリミッタを組み込んだ自動給紙装置等の性能が、不
安定となり易い。

第三に、使用に伴なって摩擦材が発熱し、温度が上昇し
た場合、設置場所等の使用条件が特殊な場合、周囲の電
子機器等に悪影響を与える可能性があるだけでなく、や
はり摩擦係数の変動に伴なって、トルクリミッタを組み
込んだ自動給紙装置等の性能が、不安定となり易い。

この様な不都合を解消する為、実開昭５８−１８７６２
４号公報には、永久磁石により保持された磁性粉末に発
生する剪断力により、所望のトルクを得るトルクリミッ
タが開示されているが、磁性粉末に発生する剪断力は不
安定である為、得られるトルクも不安定となりがちであ
る。

本発明の従動ローラ用トルクリミッタは、上述の様な不
都合を、何れも解消するものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明の従動ローラ用トルクリミッタは、何れも、駆動
ローラを回転駆動する為の駆動軸と平行に設けられ、こ
の駆動軸と同方向に回転する枢軸と、この枢軸を囲む円
筒状内周面を有するローラハウジングとの間に設け、従
動ローラが枢軸に対して回転する際のトルクを規制する
ものである。

そして、請求項１に記載された従動ローラ用トルクリミ
ッタの場合、磁性材により円輪状に造られ、少なくとも
表面を非磁性材により覆われた枢軸の外周面或はローラ
ハウジングの内周面に固定された少なくとも１対のボー
ルピースと、軸方向に亙って着磁され、上記対となるボ
ールピースの間に挟持固定された永久磁石と、各ボール
ピースの周縁部と少なくとも表面を磁性材により覆われ
た枢軸の外周面或はローラハウジングの内周面との間に
保持された磁性流体と、ローラハウジングを枢軸に対し
て同心に、且つ回転自在に支持する軸受とから構成され
ている。

又、請求項２に記載された従動ローラ用トルクリミッタ
の場合、軸方向に亙って着磁され、少なくとも表面を非
磁性材により覆われた枢軸の外周面或はローラハウジン
グの内周面に固定された永久磁石と、この永久磁石の両
端部周面と少なくとも表面を磁性材により覆われたロー
ラハウジングの内周面或は枢軸の外周面との間に保持さ
れた磁性流体と、ローラハウジングを枢軸に対して同心
に、且つ回転自在に支持する軸受とから構成されている
。

（作　　　用） 上述の様に構成される本発明の従動ローラ用トルクリミ
ッタの場合、１対のボールピースの周縁或は永久磁石の
両端部周縁と、枢軸の外周面或はローラハウジングの内
周面との間に吸引力が働くと同時に、ボースピースの端
縁或は永久磁石の両端部周面と、枢軸の外周面或はロー
ラハウジングの内周面と間に保持された磁性流体を貫通
する状態で磁界が形成され、この磁性流体が、上記間部
分にしっかりと保持され、外力が働かない限り、そのま
まの状態を維持しようとする。

この状態で、枢軸に対してローラハウジングを、捻り方
向に回転させると、１対のボールピースの周縁部或は永
久磁石の両端部周面と、ローラハウジングの内周面或は
枢軸の外周面を覆う磁性材との間にしっかりと保持され
た磁性流体に剪断力が加わる事により、１対のボールピ
ース或は永久磁石を支持した枢軸或はローラハウジング
と、ローラハウジング或は枢軸との間に、捻り方向に亙
るトルクが発生する。

尚、この場合に於いて、磁性流体はボールピースとロー
ラハウジングとの間に存在する強い磁界により保持され
ている為、磁性流体が木来有する粘度よりも遥かに高い
、見掛は上の粘度を有する事になる。この為、上記剪断
力は、磁性流体固有の粘性により生じるものよりも遥か
に大きなものとなる。

枢軸とローラハウジングとの相対的回転は、軸受により
保証され、１対のボールピース或は永久磁石とローラハ
ウジング或は枢軸とが互いに摩擦する事は無い為、枢軸
とローラハウジングとの間に生じるトルクは、始めから
安定したものとなり、又、トルクリミッタの使用に伴な
って発熱、摩耗が生じる事も無い為、長期間に互って安
定した性能が得られる。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳しく
説明する。

第１〜２図は、請求項１に記載された発明の第一実施例
を示しており、第１図は全体構成を示す断面図、第２図
は磁界の形成状態を示す、第１図のＡ部拡大図である。

アルミニウム、合成樹脂等の、非磁性材により造られた
枢軸３の外周面には、円輪状に形成され、軸方向（第１
図の左右方向）に互って着磁した永久磁石５を、外嵌固
定している。

又、この永久磁石５の両側には、鉄等の磁性材により円
輪状に造られた１対のボールピース６．６を外嵌固定し
、この１対のボールピース６．６によって、上記永久磁
石５を挟持している。

更に、この１対のボールピース６．６の両側には、ナイ
ロン、或はジュラコン等の、滑り易い非磁性材を円環状
に形成して成る滑り軸受７．７を外嵌し、各滑り軸受７
．７の内周面と枢軸３の外周面との間の摺動を自在とし
ている。

又、両滑り軸受７．７には、鉄等の磁性材により短円筒
状に形成されたローラハウジング８が外嵌されており、
このローラハウジング８の両端部内周面と、各滑り軸受
７．７の外周面とを、接着剤により互いに接着し、各滑
り軸受７．７とローラハウジング８とを結合固定してい
る。

前記１対のボールピース６．６の外径は、ローラハウジ
ング８の内径、及び滑り軸受７．７の外径よりも少しだ
け小さくして、各滑り軸受７．７の外周縁とローラハウ
ジング８の内周面との間に、各ボールピース６．６の全
周に互って、隙間９．９を形成している。そして、各隙
間９．９内には、シリコンオイル等の油中に、微細な磁
性粉末を分散させて成る磁性流体１０．１０を注入し、
この磁性流体１０．１０を、永久磁石５の磁力により、
各隙間９．９内に保持している。

上述の様に構成される本発明の従動ローラ用トルクリミ
ッタの場合、永久磁石５を挟んだ状態で枢軸３の外周面
に固定された、１対のボールピース６．６の外周縁とロ
ーラハウジング８との間に、上記永久磁石５の磁力に応
じて、第２図に示す様な磁界１１が形成される。この磁
界１１により、各ボールピース６．６の外周縁とローラ
ハウジング８の内周面との間に磁束が集中し、磁性流体
１０．１０が、各ボールピース６．６の外周縁とローラ
ハウジング８の内周面との間の隙間９．９内にしっかり
と保持され、外力が働かない限り、そ、のままの状態を
維持しようとする。

この状態で、滑り軸受７．７の内周面と枢軸３の外周面
との摺動、並びに各滑り軸受７．７の内側面とボールピ
ース６．６の外側面との摺動に基づき、枢軸３に対して
ローラハウジング８を、捻り方向に回転させると、１対
のボールピース６．６の外周縁とローラハウジング８の
内周面との間にしっかりと保持された磁性流体１０．１
０に剪断力が加わる事により、１対のボールピース６．
６を支持した枢軸３とローラハウジング８との間に、捻
り方向に亙るトルクが発生する。この場合に於ける剪断
力が、磁界の存在により十分に大きくなる事は、前述の
通りである。

枢軸３とローラハウジング８との相対的回転は、ボール
ピース６．６を挟む状態で設けられた１対の滑り軸受７
．７により行なわれ、１対のボールピース６．６の外周
縁とローラハウジング８の内周面とが互いに摩擦する事
は無い為、枢軸３とローラハウジング２との間に生じる
トルクは、始めから安定したものとなり、トルクリミッ
タの使用に伴なって発熱、摩耗が生じる事も無い為、長
期間に亙って安定した性能が得られる。

次に第３図は、請求項１に記載された発明の第二実施例
を示す断面図である。

本実施例の場合、枢軸３として、鉄等の磁性材により造
られたものを用いており、この為枢軸３に１対のボール
ピース６．６を固定するのに、非磁性材製の支持筒１２
を介して行なっている。

即ち、枢軸３の中間部外周面には、非磁性材製の支持筒
１２を外嵌固定しており、更にこの支持筒１２の外周面
に、永久磁石５と１対のボールピース６．６とを外嵌固
定している。その他の構成及び作用に就いては、前述の
第一実施例の場合と同様である為、同等部分には同一符
合を付して、重複する説明を省略する。

次に、第４〜５図は請求項１に記載された発明の第三実
施例を示しており、第４図は全体構成を示す断面図、第
５図は磁界の形成状態を示す、第１図のＢ部拡大図であ
る。

本実施例の場合、第４図に示す様に、２個の永久磁石５
．５を、３枚のボールピース６．６で挟持する事で、各
ボールピース６．６とローラハウジング８との間に、第
５図に示す様な磁界１１．１１が形成される様にして、
枢軸３とローラハウジング８との間に働くトルクが大き
くなる様にしている。

その他の構成及び作用に就いては、やはり前述の第一実
施例の場合と同様である為、同等部分には同一符合を付
して、重複する説明を省略する。

尚、滑り軸受７．７で両端を塞がれた空間内に存在する
隙間９．９に磁性流体１０．１０を注入する作業は、例
えば第６図、或は第７図に示す様にして行なう。

先ず第６図に示した方法の場合、各滑り軸受７．７の外
周寄り部分に形成した小孔１５．１５を通じて、デイス
ペンサ１３（注入器）に設けた注入針１４を、隙間９．
９の近傍に迄差し込み、この注入針１４を通じて、隙間
９．９に磁性流体１０．１０を注入する。

又、第７図に示した方法の場合、一方のボールピース６
の中間部に小孔１６を形成すると共に、永久磁石５の一
部に、この小孔１６と永久磁石５の外周面とを連通させ
る通路１７を形成し、デイスペンサ１３（第６図参照）
から送り出される磁性流体１０を、小孔１６と通路１７
とを介して、隙間９．９に送り込める様にしている。

何れの場合も、隙間９．９の近傍に迄送り込まれた磁性
流体１０．１０は、永久磁石５の磁力により、上記隙間
９．９に吸い寄せられ、この隙間９．９にしっかりと保
持される様になる。

次に、第８図は請求項１に記載された発明の第四実施例
を示す断面図である。

本実施例の場合、永久磁石５と、この永久磁石５を挟む
１対のボールピース６．６とを、非磁性材製のローラハ
ウジング８に内嵌固定している。

各ボールピース６．６の内径は、磁性材製の枢軸３の外
径よりも少し大きく形成しており、磁性流体１０，１０
は、各ボールピース６．６の内周縁と枢軸３の外周面と
の間に形成される隙間９．９に保持している。

本実施例の場合も、その他の構成及び作用に就いては、
やはり前述の第一実施例の場合と同様である為、同等部
分には同一符合を付して、重複する説明を省略する。

次に、第９〜１２図は、請求項１に記載された発明の第
五実施例を示しており、第９図はローラハウジングの断
面図、第１０図は第９図のＣ−Ｃ断面図、第１１図はボ
ールピースの側面図、第１２図は組み立てた状態を示す
断面図である。

本実施例の場合、各ボールピース６．６の外周縁と、ロ
ーラハウジング８の内周面で、この外周縁が対向する部
分とに、歯車状の凹凸を形成して、隙間９．９に保持さ
れる磁性流体１０．１゜の一部が、この凹凸に噛み合う
様にしている。

この為、枢軸３とローラハウジング８とを捻り方向に互
って変位させた場合におけるトルクを、永久磁石５の磁
力を特に大きくする事なく、大きくする事が可能となる
。

更に、第１３図は、請求項２に記載された発明の実施例
を示している。

本実施例の場合、非磁性材製の枢軸３に、円筒状に形成
され、軸方向に亙って着磁された永久磁石５を外嵌固定
し、この永久磁石５の両端部外周面と、磁性材製のロー
ラハウジング８の両端部内周面との間に、磁性流体１０
．１０を保持している。

本実施例の場合も、ローラハウジング８と枢軸３とは、
１対の滑り軸受７．７によって回転自在に組み合わされ
ており、両部材８．３同士を捻り方向に変位させた場合
には、永久磁石５の磁力に応じたトルクが発生する。

（発明の効果） 本発明の従動ローラ用トルクリミッタは、以上に述べた
通り構成され作用する為、始めから安定したトルクを得
る事が出来るだけでなく、使用に伴なって発熱、摩耗が
生じる事も無い為、周囲の機器に悪影舌を及ぼす事なく
、長期間に亙って安定した性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は、請求項１に記載された発明の第一実施例
を示しており、第１図は全体構成を示す断面図、第２図
は磁界の形成状態を示す、第１図のＡ部拡大図、第３図
は、請求項１に記載された発明の第二実施例を示す断面
図、第４〜５図は請求項１に記載された発明の第三実施
例を示しており、第４図は全体構成を示す断面図、第５
図は磁界の形成状態を示す、第４図のＢ部拡大図、第６
〜７図は、磁性流体の注入方法の２例を示す、それぞれ
断面図、第８図は請求項１に記載された発明の第四実施
例を示す断面図、第９〜１２図は、請求項１に記載され
た発明の第五実施例を示しており、第９図はローラハウ
ジングの断面図、第１０図は第９図のＣ−Ｃ断面図、第
１１図はボールピースの側面図、第１２図は組み立てた
状態を示す断面図、第１３図は、請求項２に記載された
発明の実施例を示す断面図、第１４図は、本発明の対象
となる従動ローラ用トルクリミッタを組み込んだ分離機
構の側面図である。 １：駆動ローラ、２：従動ローラ、３：枢軸、４ａ、４
ｂ＝紙、５：永久磁石、６：ボールピース、７：滑り軸
受、８：ローラハウジング、９：隙間、１０：磁性流体
、１１：磁界、１２：支持筒、１３：デイスペンサ、１
４：注入針、１５．１６：小孔、１７：通路、１８：駆
動軸、１９゜トルクリミッタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動ローラを回転駆動する為の駆動軸と平行に設
   けられ、この駆動軸と同方向に回転する枢軸と、この枢
   軸を囲む円筒状内周面を有するローラハウジングとの間
   に設け、従動ローラが枢軸に対して回転する際のトルク
   を規制する従動ローラ用トルクリミッタであって、磁性
   材により円輪状に造られ、少なくとも非磁性材を介して
   、枢軸の外周面或はローラハウジングの内周面に固定さ
   れた少なくとも１対のボールピースと、軸方向に亙って
   着磁され、上記対となるボールピースの間に挟持固定さ
   れた永久磁石と、各ボールピースの周縁部と少なくとも
   表面を磁性材により覆われたローラハウジングの内周面
   或は枢軸の外周面との間に保持された磁性流体と、ロー
   ラハウジングを枢軸に対して同心に、且つ回転自在に支
   持する軸受とから成る従動ローラ用トルクリミッタ。
2. （２）駆動ローラを回転駆動する為の駆動軸と平行に設
   けられ、この駆動軸と同方向に回転する枢軸と、この枢
   軸を囲む円筒状内周面を有するローラハウジングとの間
   に設け、従動ローラが枢軸に対して回転する際のトルク
   を規制する従動ローラ用トルクリミッタであって、軸方
   向に亙って着磁され、少なくとも表面を非磁性材により
   覆われた枢軸の外周面或はローラハウジングの内周面に
   固定された永久磁石と、この永久磁石の両端部周面と少
   なくとも表面を磁性材により覆われた枢軸の外周面或は
   ローラハウジングの内周面との間に保持された磁性流体
   と、ローラハウジングを枢軸に対して同心に、且つ回転
   自在に支持する軸受とから成る従動ローラ用トルクリミ
   ッタ。