JP2015064021A - トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化はもちろんのこと、耐久性を向上させることができるトルクリミッタを提供する。【解決手段】磁性材料よりなる筒状部材１２の軸方向一側に、金属材料よりなる第１軸受１３を設け、この第１軸受１３を介して、マグネット１６を有するシャフト１５を筒状部材１２の径方向内側に回動自在に設けた。また、第１軸受１３の支持部１３ｂの軸方向長さｔ２を固定部１３ａの軸方向長さｔ１よりも長くし、第１軸受１３の支持部１３ｂとハウジング１１のフランジ部１１ｂとを径方向に重ねた。【選択図】図４

Description

本発明は、２つの部材に相対する方向に所定以上の大きさの回転トルクが負荷されると、２つの部材間での回転伝達が遮断されるトルクリミッタに関する。

従来、トルクリミッタとしては、マグネットの磁気吸引力（磁力）を利用した非接触型のトルクリミッタが知られている。このような、磁力を利用したトルクリミッタとしては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。

特許文献１に記載されたトルクリミッタは、複写機やプリンタ等を形成する給紙装置の給紙ローラ等の回転部分に装着される。このトルクリミッタは、相対回転可能な２つの部材、つまり第１回転体および第２回転体を備え、これらの第１回転体および第２回転体はいずれも樹脂材料により形成されている。第１回転体の外周面には円筒状永久磁石が固着され、第２回転体の内周面には円筒状半硬質磁性体が固着されている。また、第１回転体には、一端側が駆動機構に連結された金属製のシャフトの他端側が連結され、第２回転体には、給紙用摩擦ローラが連結されている。

そして、例えば、紙詰まり等を起こして、詰まった用紙を使用者が強く引き抜くと、第１回転体および第２回転体には、相対する方向に所定以上の回転トルクが負荷される。すると、回転トルクの大きさが、円筒状永久磁石と円筒状半硬質磁性体との磁気吸引力を上回り、第１回転体および第２回転体の相対回転が許容され、第１回転体および第２回転体の間での回転伝達が遮断される。これにより、第１回転体および第２回転体は互いに空転状態となり、駆動機構が停止状態であっても、詰まった用紙を容易に引き抜くことができる。その際、用紙を引き抜く時に発生する回転トルクは駆動機構に伝達されないので、駆動機構を保護することができる。

特開平１１−２１０７７７号公報（図１）

しかしながら、上述の特許文献１に記載されたトルクリミッタにおいては、第１回転体および第２回転体がいずれも樹脂材料により形成されており、互いの摺動部も樹脂の部分で形成されている。このように、トルクリミッタを簡素な構造にすることで製造コストの上昇を抑えることができる。その一方で、トルクリミッタが頻繁に作動されるような場合には、第１回転体および第２回転体の摺動部が早期に摩耗する等の問題が生じ得る。よって、トルクリミッタを頻繁に交換する必要が生じる等、メンテナンス性の低下が懸念される。

そのため、摺動部を大型化してある程度の剛性を確保する方法も考えられるが、当該方法は小型化が重要視される上述のような用途（複写機やプリンタ等）では非現実的である。したがって、種々の用途に対応し得るように小型化はもちろんのこと、可能な限りメンテナンスフリーとしてランニングコストを低減し得るトルクリミッタの開発が望まれていた。

本発明の目的は、小型化はもちろんのこと、耐久性を向上させることができるトルクリミッタを提供することにある。

本発明の一態様では、筒状の本体筒部と、前記本体筒部の軸方向一側に設けられ前記本体筒部の径方向内側に突出したフランジ部と、を有するハウジングと、前記ハウジングの径方向内側に設けられ、磁性材料よりなる筒状部材と、前記筒状部材の径方向内側に回動自在に設けられたシャフトと、前記筒状部材の軸方向一側に設けられ、金属材料よりなる第１軸受と、前記シャフトに一体回転可能に設けられ、前記筒状部材に対して非接触なマグネットと、を備え、前記第１軸受は、前記第１軸受の径方向外側に設けられた前記筒状部材に固定される固定部と、前記第１軸受の径方向内側に設けられた前記シャフトを回動自在に支持する支持部とを有し、前記支持部の軸方向長さは、前記固定部の軸方向長さよりも長く、前記支持部と前記フランジ部とは、径方向に重なっている。

本発明の他の態様では、前記筒状部材の軸方向他側に第２軸受が設けられ、前記シャフトには、前記第２軸受に軸方向から当接する軸受当接部が設けられ、前記軸受当接部は、前記マグネットの軸方向端部よりも前記第２軸受寄りに配置される。

本発明の他の態様では、前記シャフトの径方向外側と前記マグネットの径方向内側との間に、前記シャフトの熱膨張を許容する隙間が形成される。

本発明によれば、磁性材料よりなる筒状部材の軸方向一側に、金属材料よりなる第１軸受を設け、この第１軸受を介して、マグネットを有するシャフトを筒状部材の径方向内側に回動自在に設けた。これにより、トルクリミッタが頻繁に作動されたとしても軸受の摩耗が抑制されるので、トルクリミッタの耐久性を大幅に向上させることが可能となる。

また、第１軸受の支持部の軸方向長さを固定部の軸方向長さよりも長くし、第１軸受の支持部とハウジングのフランジ部とを径方向に重ねた。これにより、シャフトに対する第１軸受の摺動部分の剛性や、筒状部材に対する第１軸受の取り付け剛性を十分なものにしつつ、トルクリミッタの軸方向寸法を詰めることが可能となる。

一実施の形態に係るトルクリミッタをハウジング側から見た斜視図である。 図１のトルクリミッタをシャフト側から見た斜視図である。 図１のトルクリミッタの軸方向に沿う断面図である。 図３の破線円Ａ部分の拡大断面図である。 図３の破線円Ｂ部分の拡大断面図である。 図１のトルクリミッタの分解斜視図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は一実施の形態に係るトルクリミッタをハウジング側から見た斜視図を、図２は図１のトルクリミッタをシャフト側から見た斜視図を、図３は図１のトルクリミッタの軸方向に沿う断面図を、図４は図３の破線円Ａ部分の拡大断面図を、図５は図３の破線円Ｂ部分の拡大断面図を、図６は図１のトルクリミッタの分解斜視図をそれぞれ表している。

図１に示すように、トルクリミッタ１０は略円柱形状に形成されている。トルクリミッタ１０は、その軸心Ｃを中心として、矢印Ｌ方向および矢印Ｒ方向にそれぞれ相対回転し得る、第１トルク伝達部材Ｔｑ１と第２トルク伝達部材Ｔｑ２との間に設けられる。ここで、トルクリミッタ１０を、上述の複写機やプリンタ等の用途に用いる場合には、例えば、第１トルク伝達部材Ｔｑ１は、駆動機構の金属製のシャフトに相当し、第２トルク伝達部材Ｔｑ２は、給紙用摩擦ローラに相当する。

図１ないし図３に示すように、トルクリミッタ１０は、その外郭を形成する筒状のハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等のプラスチック材料により射出成形され、本体筒部１１ａ，フランジ部１１ｂおよびハウジング側接続部１１ｃを備えている。

図３に示すように、本体筒部１１ａの厚み寸法は、例えば３．０ｍｍの薄肉に設定されている。本体筒部１１ａの軸方向一側（図中左側）には、フランジ部１１ｂが一体に設けられ、本体筒部１１ａの軸方向他側（図中右側）には、案内テーパ１１ｄが形成されている。この案内テーパ１１ｄは、本体筒部１１ａの軸方向他側、つまり本体筒部１１ａの開口側に向かうに連れて、本体筒部１１ａの開口面積が徐々に大きくなるよう形成されている。これにより、案内テーパ１１ｄは、本体筒部１１ａの径方向内側への、後述するシャフトユニットＳＵの圧入固定を案内するようになっている。

フランジ部１１ｂは、本体筒部１１ａの軸方向一側に配置され、略円盤状に形成されている。より具体的には、フランジ部１１ｂは、本体筒部１１ａの軸方向一側を、径方向外側から径方向内側に突出させて形成されている。フランジ部１１ｂの内径寸法ｄ１は、本体筒部１１ａの内径寸法ｄ２よりも小さい内径寸法に設定されている（ｄ１＜ｄ２）。これにより、フランジ部１１ｂは、ハウジング１１の底壁部分を形成しており、シャフトユニットＳＵをハウジング１１に対して軸方向の所定位置に位置決めするようになっている。

つまり、ハウジング１１に対して軸方向他側からシャフトユニットＳＵを圧入する際に、シャフトユニットＳＵの軸方向一側をフランジ部１１ｂの軸方向他側に当接させるよう圧入することで、シャフトユニットＳＵがハウジング１１の正規位置に位置決めされるようになっている。

ハウジング側接続部１１ｃは、フランジ部１１ｂの径方向内側に２つ設けられている。これらのハウジング側接続部１１ｃは、フランジ部１１ｂの軸心Ｃを挟んで対向配置されている。各ハウジング側接続部１１ｃは、フランジ部１１ｂからハウジング１１の軸方向一側（図３中左側）に向けて突出されている。各ハウジング側接続部１１ｃには、第１トルク伝達部材Ｔｑ１が、動力伝達可能に接続されるようになっている。つまり、第１トルク伝達部材Ｔｑ１からの回転トルクは、各ハウジング側接続部１１ｃを介してハウジング１１に伝達されるようになっている。

シャフトユニットＳＵは、トルクリミッタ１０を組み立てる際に、別の組み立て工程で予めサブアッシとして組み立てられるものである。そして、別工程で組み立てられたシャフトユニットＳＵを、ハウジング１１の径方向内側に圧入固定することにより、トルクリミッタ１０は完成されるようになっている。シャフトユニットＳＵは、筒状部材１２，第１軸受１３，第２軸受１４，シャフト１５，マグネット１６およびワッシャ１７から形成されている。

筒状部材１２は、シャフトユニットＳＵの外郭を形成しており、鉄系の磁性材料を用いて略円筒形状に形成されている。このように、筒状部材１２を鉄系の磁性材料で形成することで、マグネット１６の磁力を最大限に発揮できるようにしている。ここで、筒状部材１２の厚み寸法についても、本体筒部１１ａの厚み寸法と略同様の厚み寸法（例えば３．０ｍｍ）に設定されている。また、筒状部材１２の外径寸法ｄ３は、本体筒部１１ａの内径寸法ｄ２よりも、若干大きい寸法に設定されている（ｄ３＞ｄ２）。これにより、シャフトユニットＳＵを、ハウジング１１の径方向内側に圧入することで、両者を強固に固定できるようになっている。

ただし、筒状部材１２の外径寸法ｄ３と本体筒部１１ａの内径寸法ｄ２との寸法差は、磁性材料製の筒状部材１２の線膨張率と、樹脂製のハウジング１１の線膨張率との差、つまり嵌め合いの状態に応じて設定される。例えば、トルクリミッタ１０を、雰囲気温度が８０℃等の高温環境下で使用した場合において、ハウジング１１の方が筒状部材１２よりも膨張したとしても、ハウジング１１に対して筒状部材１２が相対回転せず、さらには抜け落ちない寸法差に設定される。

ここで、図５に示すように、シャフトユニットＳＵをハウジング１１内に正規に固定した状態のもとで、筒状部材１２の軸方向他側は、本体筒部１１ａの軸方向他側から、突出高さｈで突出されている。このように、筒状部材１２を本体筒部１１ａから突出高さｈで突出させたので、シャフトユニットＳＵのハウジング１１内への圧入具合（圧入量）を、容易に目視で把握できるようになっている。よって、トルクリミッタ１０の組み立て性を良好にして、歩留まりを良くすることができる。

図３に示すように、第１軸受１３および第２軸受１４は、いずれも同じ形状でかつ同じ構造の軸受となっている。これらの第１，第２軸受１３，１４は、粉末冶金法により製造された多孔質の金属体（金属材料）に潤滑油を含浸させて、断面が略シルクハット形状に形成されている。第１，第２軸受１３，１４は、固定部１３ａ，１４ａと支持部１３ｂ，１４ｂとを、それぞれ備えている。

図４および図５に示すように、固定部１３ａ，１４ａは、第１，第２軸受１３，１４の径方向外側に設けられ、固定部１３ａ，１４ａの軸方向長さは、ｔ１にそれぞれ設定されている。一方、支持部１３ｂ，１４ｂは、第１，第２軸受１３，１４の径方向内側に設けられ、支持部１３ｂ，１４ｂの軸方向長さは、ｔ２にそれぞれ設定されている。支持部１３ｂ，１４ｂの長さ寸法ｔ２は、固定部１３ａ，１４ａの長さ寸法ｔ１の略１．５倍の長さ寸法に設定されている（ｔ２≒１．５×ｔ１）。固定部１３ａ，１４ａは、筒状部材１２の軸方向両側に圧入固定されており、その圧入の深さ寸法は、固定部１３ａ，１４ａの長さ寸法ｔ１と同じ寸法となっている。

固定部１３ａ，１４ａの筒状部材１２への圧入方向側には、筒状部材１２に対する圧入作業を容易にするために、環状のＣ面（チャンファ面）１３ｃ，１４ｃが形成されている。これにより、第１，第２軸受１３，１４を筒状部材１２の軸方向両側にそれぞれ所定圧で突き当てることで、第１，第２軸受１３，１４を筒状部材１２の軸方向両側にそれぞれ容易に圧入することができる。また、Ｃ面１３ｃ，１４ｃは、第１，第２軸受１３，１４の軸心Ｃ（図３参照）を一致させた状態のもとで、筒状部材１２の軸方向両側に第１，第２軸受１３，１４を精度良く配置するようになっている。

図３に示すように、支持部１３ｂ，１４ｂは、シャフト１５の軸方向両側に形成された第１摺動部１５ｂおよび第２摺動部１５ｃを摺動自在に支持するようになっている。ここで、支持部１３ｂ，１４ｂには、上述のように潤滑油が含浸されているため、シャフト１５をスムーズに回動自在に支持できるようになっている。このように、第１，第２軸受１３，１４を、筒状部材１２を介してハウジング１１に固定し、シャフト１５を、第１，第２軸受１３，１４の支持部１３ｂ，１４ｂに回動自在に支持させている。これにより、シャフト１５は、ハウジング１１の径方向内側において回動自在となっている。

そして、ハウジング１１に対してシャフト１５が頻繁に相対回転するようなことがあっても、シャフト１５は金属材料よりなる第１，第２軸受１３，１４により回動自在に支持されているので、第１，第２軸受１３，１４の早期摩耗等を抑制することができ、ひいてはトルクリミッタ１０の耐久性が向上する。

図４に示すように、筒状部材１２の軸方向一側に設けられた第１軸受１３において、支持部１３ｂの軸方向一側は、固定部１３ａから軸方向一側に突出されている。そして、支持部１３ｂの固定部１３ａから軸方向一側に突出された部分は、ハウジング１１のフランジ部１１ｂと径方向に重なっている。このように、支持部１３ｂの一部と、ハウジング１１のフランジ部１１ｂとを、図示の重畳部分Ｓに示すように径方向に重ねることで、断面形状が単純な正方形形状の軸受（図示せず）を用いた場合に比して、トルクリミッタ１０の軸方向寸法が詰められるようになっている。

ここで、支持部１３ｂの長さ寸法ｔ２は、第１軸受１３の摺動部分に必要とされる剛性に応じて設定され、固定部１３ａの長さ寸法ｔ１は、第１軸受１３の筒状部材１２に対する必要とされる取り付け剛性に応じて設定される。したがって、例えば、第１軸受１３の筒状部材１２への取り付け剛性を弱くできるのであれば、固定部１３ａの長さ寸法ｔ１をより短くして、ひいてはトルクリミッタ１０の軸方向寸法を、さらに詰めることが可能となる。

一方、図５に示すように、筒状部材１２の軸方向他側に設けられた第２軸受１４においては、例えば、第２軸受１４の摺動部分に必要とされる剛性を弱くできるのであれば、支持部１４ｂの長さ寸法ｔ２をより短くして、ひいてはトルクリミッタ１０の軸方向寸法を、さらに詰めることが可能となる。

本実施の形態においては、第１軸受１３と第２軸受１４とを、同じ形状でかつ同じ構造とし、トルクリミッタ１０の軸方向に沿う略中間部を挟んで鏡像対象となるように配置している。これにより、トルクリミッタ１０を構成する部品の共通化を図り、製造コストの低減を実現している。また、第１，第２軸受１３，１４は、シャフト１５の左右側をそれぞれバランス良く略同じ条件で支持しているため、シャフト１５を傾斜させること無く、スムーズに回動自在に支持できるようになっている。

図３に示すように、シャフト１５は、ハウジング１１と同様に、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等のプラスチック材料により射出成形により略筒状に形成されている。シャフト１５は、その軸方向中央部寄りに配置されたシャフト本体１５ａを備えている。シャフト本体１５ａの軸方向一側には第１摺動部１５ｂが一体に設けられ、シャフト本体１５ａの軸方向他側には第２摺動部１５ｃが一体に設けられている。第１，第２摺動部１５ｂ，１５ｃは、第１，第２軸受１３，１４の支持部１３ｂ，１４ｂに、それぞれ回動自在に支持されている。

第２摺動部１５ｃの軸方向他側、つまりハウジング１１の各ハウジング側接続部１１ｃ側とは反対側には、２つのシャフト側接続部１５ｄが設けられている。各シャフト側接続部１５ｄは、軸方向一側に向けて切り欠かれた凹状形状に形成され、各シャフト側接続部１５ｄには、第２トルク伝達部材Ｔｑ２（図１参照）が、動力伝達可能に接続されるようになっている。つまり、第２トルク伝達部材Ｔｑ２からの回転トルクは、各シャフト側接続部１５ｄを介してシャフト１５に伝達されるようになっている。

第１，第２摺動部１５ｂ，１５ｃの間にはシャフト本体１５ａが設けられ、当該シャフト本体１５ａの径方向に沿う厚み寸法は、第１，第２摺動部１５ｂ，１５ｃの径方向に沿う厚み寸法の略２倍の厚み寸法となっている。シャフト本体１５ａの外周側には、所定の隙間Ｌ（図４および図５参照）を介して、略円筒状に形成されたマグネット１６が装着されている。ここで、マグネット１６は、例えばフェライト系の磁石であって、その着磁パターンは、マグネット１６の周方向に沿って１２極に等分されている。これにより、トルクリミッタ１０に適度な動力伝達遮断機能を持たせつつ、トルクリミッタ１０の作動時におけるコギングの発生を抑制している。

ただし、マグネット１６の極数は１２極限らず、トルクリミッタ１０に必要とされる仕様（動力伝達遮断性能等）に応じて種々変更可能である。具体的には、以下の点を考慮して極数を設定するようにすれば良い。例えば、極数を減らすとトルクリミッタの作動トルクを大きくすることができるが、コギングの発生が大きくなる虞がある。一方、極数を増やすとコギングの発生を小さくすることができるが、トルクリミッタの作動トルクが小さくなる虞がある。また、マグネット１６としては、上述のようにフェライト系の磁石を用いたものに限らず、例えば、サマリウム系の磁石やネオジム系の磁石を用いたものを採用しても良い。

図４および図５に示すように、シャフト本体１５ａの径方向外側と、マグネット１６の径方向内側との間には、所定の隙間Ｌが形成されている。これは、樹脂製のシャフト１５の線膨張率と、マグネット１６の線膨張率との差、つまり嵌め合いの状態に応じて設定される。本実施の形態における隙間Ｌは、トルクリミッタ１０を、例えば、雰囲気温度が８０℃等の高温環境下で使用した場合において、シャフト１５の方がマグネット１６よりも膨張したとしても、当該シャフト１５の膨張によってマグネット１６が破損されない大きさとなっている。つまり、隙間Ｌは、本発明における隙間を構成しており、樹脂製のシャフト１５の熱膨張を許容し得る隙間となっている。

シャフト本体１５ａの軸方向に沿う長さ寸法は、マグネット１６の軸方向に沿う長さ寸法と略同じ寸法に設定されている。シャフト本体１５ａの軸方向他側には、図５および図６に示すように、２つの係合突起１５ｅが設けられている。これらの係合突起１５ｅは、シャフト本体１５ａの径方向外側に突出して設けられ、各係合突起１５ｅはシャフト本体１５ａの軸心Ｃを挟んで対向配置されている。また、各係合突起１５ｅの突出高さは、マグネット１６の径方向に沿う厚み寸法と略同じ寸法に設定されている。

マグネット１６の軸方向他側には、図５および図６に示すように、２つの係合凹部１６ａが設けられている。これらの係合凹部１６ａは、マグネット１６の軸方向一側に窪んで設けられ、各係合凹部１６ａは、マグネット１６の軸心Ｃを挟んで対向配置されている。また、各係合凹部１６ａの深さ寸法は、シャフト本体１５ａの各係合突起１５ｅの厚み寸法（図５中左右方向の厚み寸法）よりも、若干大きい寸法に設定されている。

ここで、各係合凹部１６ａには、各係合突起１５ｅが嵌合するようになっており、これによりマグネット１６はシャフト１５と一体回転するようになっている。そして、マグネット１６の各係合凹部１６ａに、シャフト１５の各係合突起１５ｅを嵌合させて、トルクリミッタ１０の作動時に互いにガタを生じさせないようにしている。この場合、各係合凹部１６ａに対して各係合突起１５ｅの入り込む体積が少ないため、例えば、雰囲気温度が８０℃等の高温環境下で使用した場合において、各係合突起１５ｅの方が各係合凹部１６ａよりも膨張したとしても、当該各係合突起１５ｅの膨張によって各係合凹部１６ａ（マグネット１６）が破損されるようなことは無い。

マグネット１６は、シャフト１５と筒状部材１２との間に設けられ、マグネット１６と筒状部材１２との間には、所定の隙間ＣＬが形成されている。つまり、マグネット１６は筒状部材１２に対して非接触の状態になっている。また、マグネット１６の軸方向に沿う中心部分と、筒状部材１２の軸方向に沿う中心部分とは、マグネット１６の磁力（磁気吸引力）の関係によって、互いに一致するように配置される。

これにより、マグネット１６の軸方向両側と、第１，第２軸受１３，１４との間には、所定の隙間Ｍが形成されるようになっている（図４および図５参照）。したがって、トルクリミッタ１０が作動して、ハウジング１１とシャフト１５とが相対回転しても、マグネット１６と、金属材料よりなる第１，第２軸受１３，１４とが接触するようなことは無く、異音の発生やマグネット１６の破損等が効果的に抑制される。

図４に示すように、マグネット１６の軸方向一側と、第１軸受１３との間には、ワッシャ１７が設けられている。ワッシャ１７は、鋼板をプレス加工等することにより略円盤形状に形成されている。このワッシャ１７は、マグネット１６が、仮に筒状部材１２に対して軸方向に相対移動したとしても、マグネット１６と第１軸受１３とが直接接触するのを抑制するようになっている。つまり、ワッシャ１７は、マグネット１６が第１軸受１３に接触して破損するのを防止するようになっている。ただし、マグネット１６は、筒状部材１２に対して軸方向に相対移動することは殆ど無いため、ワッシャ１７を省略しても構わない。また、ワッシャ１７は、金属製に限らず樹脂製としても良い。

図５に示すように、シャフト本体１５ａの軸方向他側には、軸方向への突出高さがｔ３に設定された軸受当接部１５ｆが一体に設けられている。この軸受当接部１５ｆは環状に形成され、ハウジング１１に対するシャフト１５の軸方向への相対移動時に、第２軸受１４に軸方向から当接して、第２軸受１４に対して摺接可能となっている。この軸受当接部１５ｆの外径寸法は、各係合突起１５ｅの外径寸法の略１／３の寸法となっており、これにより、第２軸受１４との接触面積を小さくして、トルクリミッタ１０が作動する条件、つまりトルクリミッタ１０の仕様に悪影響を与えないようにしている。

ここで、仮に、ハウジング１１に対してマグネット１６が軸方向他側に移動されると、各係合凹部１６ａと各係合突起１５ｅとの間には隙間Ｎがあるため、各係合突起１５ｅの第２軸受１４側（図中右側）に、マグネット１６が突出される。マグネット１６の第２軸受１４側への最大突出寸法はｔ４となっており、この最大突出寸法ｔ４は、軸受当接部１５ｆの突出高さｔ３よりも小さい寸法となっている（ｔ４＜ｔ３）。

つまり、軸受当接部１５ｆは、マグネット１６の軸方向端部よりも第２軸受１４寄りに配置されており、これにより、マグネット１６がシャフト本体１５ａに対して軸方向に相対移動したとしても、マグネット１６と第２軸受１４とが接触するようなことは無く、マグネット１６の破損が防止される。

このように、軸受当接部１５ｆは、マグネット１６と第２軸受１４とを接触させない役割に加えて、以下に示す役割も果たすようになっている。つまり、ハウジング１１に対してシャフト１５を軸方向他側に相対移動させると、軸受当接部１５ｆは第２軸受１４に当接される。その後、さらにシャフト１５に負荷する荷重を大きくしていくと、第２軸受１４を筒状部材１２から取り外すことができる。この場合、マグネット１６には大きな負荷が掛からないため、マグネット１６を破損すること無くトルクリミッタ１０を分解することが可能となっている。このように、本実施の形態に係るトルクリミッタ１０は、分解性にも優れた構造となっており、部品を再利用できる等、メンテナンス性の向上が図られている。

次に、以上のように形成したトルクリミッタ１０の組み立て手順について、図面を用いて詳細に説明する。

まず、図６に示すように、筒状部材１２の軸方向一側（図中右側）に、第１軸受１３を圧入固定する。その後、筒状部材１２の軸方向他側（図中左側）から、筒状部材１２の径方向内側にワッシャ１７を挿入する。

次いで、シャフト１５の軸方向一側からマグネット１６を臨ませて、シャフト本体１５ａにマグネット１６を装着する。ここで、マグネット１６の各係合凹部１６ａに、シャフト１５の各係合突起１５ｅを嵌合させるようにする。これにより、シャフト１５にマグネット１６が装着される。

その後、マグネット１６が装着されたシャフト１５の軸方向一側を、筒状部材１２の軸方向他側に臨ませて、互いの軸心Ｃを一致させた状態のもとで、シャフト１５（マグネット１６）を筒状部材１２の径方向内側に挿入する。次いで、第１軸受１３に対して鏡像対象となるよう第２軸受１４を筒状部材１２の軸方向他側に臨ませて、第２軸受１４を筒状部材１２の軸方向他側に圧入固定する。これにより、シャフトユニットＳＵが完成する。

次に、完成したシャフトユニットＳＵと、ハウジング１１とを準備する。そして、ハウジング１１の軸方向他側、つまり案内テーパ１１ｄ側から、シャフトユニットＳＵの軸方向一側を臨ませる。その後、シャフトユニットＳＵをハウジング１１の本体筒部１１ａ内に所定圧で圧入していき、シャフトユニットＳＵを本体筒部１１ａ内の正規位置に位置決めする。これにより、ハウジング１１の径方向内側にシャフトユニットＳＵが強固に固定されて、トルクリミッタ１０が完成する。

以上詳述したように、本実施の形態に係るトルクリミッタ１０によれば、磁性材料よりなる筒状部材１２の軸方向一側に、金属材料よりなる第１軸受１３を設け、この第１軸受１３を介して、マグネット１６を有するシャフト１５を筒状部材１２の径方向内側に回動自在に設けた。これにより、トルクリミッタ１０が頻繁に作動されたとしても第１軸受１３の摩耗が抑制されるので、トルクリミッタ１０の耐久性を大幅に向上させることが可能となる。

また、第１軸受１３の支持部１３ｂの軸方向長さｔ２を固定部１３ａの軸方向長さｔ１よりも長くし、第１軸受１３の支持部１３ｂとハウジング１１のフランジ部１１ｂとを径方向に重ねた。これにより、シャフト１５に対する第１軸受１３の摺動部分の剛性や、筒状部材１２に対する第１軸受１３の取り付け剛性を十分なものにしつつ、トルクリミッタ１０の軸方向寸法を詰めることが可能となる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、トルクリミッタ１０を組み立てる際に、シャフトユニットＳＵを予め組み立てておくようにしたものを示したが、本発明はこれに限らない。例えば、筒状部材１２の軸方向一側に第１軸受１３を圧入した後、当該筒状部材１２をハウジング１１の径方向内側に圧入固定し、その後、ワッシャ１７，マグネット１６が装着されたシャフト１５および第２軸受１４を、筒状部材１２の軸方向他側から組み付けるようにしても良い。

また、上記実施の形態においては、トルクリミッタ１０を、複写機やプリンタ等の用途に適用し得ることについて説明したが、本発明は他の用途にも適用することが可能である。例えば、本発明においては、トルクリミッタ１０の耐久性が大幅に向上されているため、ハウジング１１とシャフト１５とが相対する方向に頻繁に（あるいは常に）回転した状態となる用途への適用ができる。

１０ トルクリミッタ
１１ ハウジング
１１ａ 本体筒部
１１ｂ フランジ部
１１ｃ ハウジング側接続部
１１ｄ 案内テーパ
１２ 筒状部材
１３ 第１軸受
１３ａ 固定部
１３ｂ 支持部
１３ｃ Ｃ面
１４ 第２軸受
１４ａ 固定部
１４ｂ 支持部
１４ｃ Ｃ面
１５ シャフト
１５ａ シャフト本体
１５ｂ 第１摺動部
１５ｃ 第２摺動部
１５ｄ シャフト側接続部
１５ｅ 係合突起
１５ｆ 軸受当接部
１６ マグネット
１６ａ 係合凹部
１７ ワッシャ
Ｃ 軸心
ＣＬ，Ｌ，Ｍ，Ｎ 隙間
Ｓ 重畳部分
ＳＵ シャフトユニット
Ｔｑ１ 第１トルク伝達部材
Ｔｑ２ 第２トルク伝達部材

Claims (3)

1. 筒状の本体筒部と、前記本体筒部の軸方向一側に設けられ前記本体筒部の径方向内側に突出したフランジ部と、を有するハウジングと、
   前記ハウジングの径方向内側に設けられ、磁性材料よりなる筒状部材と、
   前記筒状部材の径方向内側に回動自在に設けられたシャフトと、
   前記筒状部材の軸方向一側に設けられ、金属材料よりなる第１軸受と、
   前記シャフトに一体回転可能に設けられ、前記筒状部材に対して非接触なマグネットと、
   を備え、
   前記第１軸受は、前記第１軸受の径方向外側に設けられた前記筒状部材に固定される固定部と、前記第１軸受の径方向内側に設けられた前記シャフトを回動自在に支持する支持部とを有し、
   前記支持部の軸方向長さは、前記固定部の軸方向長さよりも長く、前記支持部と前記フランジ部とは、径方向に重なっている、トルクリミッタ。
2. 請求項１記載のトルクリミッタにおいて、
   前記筒状部材の軸方向他側に第２軸受が設けられ、
   前記シャフトには、前記第２軸受に軸方向から当接する軸受当接部が設けられ、
   前記軸受当接部は、前記マグネットの軸方向端部よりも前記第２軸受寄りに配置される、トルクリミッタ。
3. 請求項１または２記載のトルクリミッタにおいて、
   前記シャフトの径方向外側と前記マグネットの径方向内側との間に、前記シャフトの熱膨張を許容する隙間が形成される、トルクリミッタ。

Images