JP2016217381A - トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

【課題】磁性体が軸線方向に移動することを抑制できるトルクリミッタを提供する。
【解決手段】
孔２０Ｂが形成されたハウジング１４と、ハウジング１４の孔２０Ｂに配置され、軸線Ａ１を中心としてハウジング１４に対して回転可能に設けられたシャフト１５とを有し、ハウジング１４とシャフト１５との間で伝達されるトルクを制限できるトルクリミッタ１０であって、孔２０Ｂに配置されてハウジング１４により支持されるヒス材１６と、ヒス材１６に対して軸線Ａ１方向で異なる位置に設けられた端部１６Ｄ，１６Ｅと、ハウジング１４に設けられ、かつ、端部１６Ｅに接触してヒス材１６が軸線Ａ１方向に移動することを防止するフランジ２１と、ハウジング１４に設けられ、かつ、端部１６Ｄに接触してヒス材１６が軸線Ａ１方向に移動することを防止するストッパ２５と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、第１部材と第２部材との間で伝達されるトルクを制限す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、摩擦力を利用した機械式のトルクリミッタと、磁気吸引力を利用したマグネット式のトルクリミッタと、が知られている。マグネット式のトルクリミッタの例が、特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されたトルクリミッタは、プリンタの給紙機構に用いられる。このトルクリミッタは、第１部材としてのハウジングと、第２部材としてのキャップと、ハウジングに取り付けられるマグネットと、キャップに取り付けられるヒス材と、を有する。ハウジングとキャップとは、軸線を中心として相対回転可能に設けられている。ハウジングは合成樹脂製であり、ハウジングは、内側円筒部と、内側円筒部の外周面から径方向に延ばされた円形の第１側壁部と、第１側壁部に連続され、かつ、径方向で内側円筒部よりも外側に配置された外側円筒部と、第１側壁部に連続され、かつ、第２側壁部から外側円筒部とは逆向きに延ばされた第１円筒壁部と、を有する。

マグネットは、内側円筒部の外周面に対して接着剤を用いて固定される。キャップは合成樹脂製であり、キャップは、スリーブ部と、スリーブ部に連続し、かつ、径方向で外側に向けて延ばされた円形の第２側壁部と、第２側壁部に連続して設けられ、かつ、径方向で内側円筒部よりも外側に配置された第２円筒壁部と、を有する。スリーブ部は、内側円筒部内へ挿入され、ハウジングとキャップとは相対回転が可能である。ヒス材は、強磁性体である金属板を円筒状に丸めたものであり、ヒス材は第２円筒壁部の内周面に取り付けられている。ヒス材は、径方向でマグネットの外側に配置されている。

トルクリミッタは、ハウジングが回転すると、ハウジングのトルクを、ヒス材とマグネットとの間に形成される磁気吸引力でキャップに伝達する。ハウジングのトルクが所定値以下、つまり、トルク容量以下である場合は、ハウジングとキャップとが一体回転する。これに対して、ハウジングのトルクが所定値を超えた場合は、ヒス材とマグネットとが互いにスリップし、かつ、ハウジングのトルクがキャップに伝達される。つまり、トルクリミッタは、ハウジングの回転数とキャップの回転数とに差が生じ、ハウジングからキャップに伝達するトルクを制限する。

特開２００４−２３９３５７号公報

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は、ヒス材が、キャップに対して軸線方向に移動する可能性があった。

本発明の目的は、磁性体が第１部材に対して軸線方向に移動することを抑制できるトルクリミッタを提供することにある。

本発明は、第１の孔が形成された第１部材と、前記第１部材の前記第１の孔に配置され、軸線を中心として前記第１部材に対して回転可能に設けられた第２部材とを有し、前記第１部材と前記第２部材との間で伝達されるトルクを制限できるトルクリミッタであって、前記第１の孔に配置されて前記第１部材により支持される磁性体と、前記磁性体に対して前記軸線方向で異なる位置に設けられた第１接触部及び第２接触部と、前記第１部材に設けられ、かつ、前記第１接触部に接触して前記磁性体が前記軸線方向に移動することを防止する第１ストッパと、前記第１部材に設けられ、かつ、前記第２接触部に接触して前記磁性体が前記軸線方向に移動することを防止する第２ストッパと、を有する。

本発明は、前記第２部材と共に一体回転するマグネットを有し、前記マグネットと前記磁性体との間に形成される磁気吸引力により、前記第１部材と前記２部材との間でトルクが伝達される。

本発明は、前記軸線を中心とする径方向で、前記第２ストッパの内径は、前記磁性体の外径よりも小さい。

本発明における前記磁性体は、前記第１の孔の内周面へ圧入されて前記第１部材に固定されている。

本発明は、前記磁性体に形成した第２の孔と、前記第２の孔の内周面に固定され、かつ、前記軸線方向に間隔をおいて配置された複数の軸受と、が設けられ、前記第２部材は、前記複数の軸受により回転可能に支持されている。

本発明における前記複数の軸受は、前記第２の孔の内周面に固定される固定部と、前記第２部材を回転可能に支持する支持部と、をそれぞれ有し、前記軸線方向で、前記固定部の長さは前記支持部の長さよりも小さい。

本発明は、前記軸線を中心とする径方向で、前記第２ストッパの内径は、前記複数の軸受のそれぞれの外径よりも大きい。

本発明は、磁性体が第１部材に対して軸線方向に移動することを防止できる。

本発明のトルクリミッタを示す斜視図である。 図１のトルクリミッタの正面断面図である。 図１のトルクリミッタを分解した斜視図である。 図１のトルクリミッタの側面半断面図である。 図１のトルクリミッタの要部を示す拡大断面図である。 図１のトルクリミッタの組み立て過程を示す正面断面図である。

本発明のトルクリミッタは、複写機またはプリンタの給紙機構または車椅子用電動ウィンチの部品として用いられる。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及び図２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、軸線Ａ１を回転中心として、第１方向及び第２方向の何れにも回転可能である。トルクリミッタ１０は、第１部材１２と第２部材１３との間に組み付けられ、第１部材１２と第２部材１３との間で伝達されるトルクを、所定値以下、つまり、トルクリミッタ１０のトルク容量以下に制限する。トルクリミッタ１０は、ハウジング１４及びシャフト１５と、ハウジング１４に固定されたヒス材１６と、ヒス材１６に固定される第１軸受１７及び第２軸受１８と、シャフト１５に取り付けたマグネット１９と、を有する。

ハウジング１４は、合成樹脂により一体成形されている。ハウジング１４は、孔２０Ｂを有する円筒部２０と、円筒部２０に連続するフランジ２１と、を備えている。フランジ２１は、円筒部２０の軸線Ａ１方向における端部から、径方向で内側に向けて突出している。軸線Ａ１方向は、軸線Ａ１に沿った方向と、軸線Ａ１と平行な方向と、を含む。孔２０Ｂは、軸線Ａ１を中心として形成されている。フランジ２１は、円筒部２０の全周へ環状に設けられている。フランジ２１に係合部２２が複数、例えば、２個設けられている。係合部２２は、円筒部２０の回転方向に間隔をおいて配置されている。実施の形態の係合部２２は、円筒部２０の回転方向に１８０度の間隔で配置されている。係合部２２は、フランジ２１から軸線Ａ１方向に突出している。

ヒス材１６は、磁性体、具体的には強磁性体であり、例えば、鉄を主成分とする合金で円筒状に一体成形されており、ヒス材１６は、孔１６Ａを備えている。ヒス材１６の線膨張係数は、ハウジング１４の線膨張係数よりも小さい。ヒス材１６の外径は軸線Ａ１方向で一定であり、ヒス材１６の内径は、軸線Ａ１方向で一定である。ヒス材１６は、円筒部２０の孔２０Ｂ内に配置されており、ヒス材１６は、孔２０Ｂを形成する内周面２３に圧入して固定されている。つまり、ヒス材１６とハウジング１４とは、しまり嵌めの状態にあり、ヒス材１６は、ハウジング１４と共に一体回転する。軸線Ａ１方向で、ハウジング１４の全長は、ヒス材１６の全長よりも大きい。特に、フランジ２１の端面２４から、円筒部２０の端面２０Ａまでの長さＬ１は、ヒス材１６の長さＬ２よりも大きい。ヒス材１６は、軸線Ａ１方向で互いに異なる位置に配置された端部１６Ｄ，１６Ｅを有する。端部１６Ｅはフランジ２１の端面２４に接触している。

ハウジング１４の円筒部２０には、フランジ２１が設けられている端部とは反対に位置する端部にストッパ２５が設けられている。フランジ２１とストッパ２５とは、軸線Ａ１方向で互いに異なる位置に配置されている。ストッパ２５は、内周面２３から径方向で内側へ向けて突出している。ストッパ２５は円筒部２０に対して全周に設けられている。図５のように、ストッパ２５の内径Ｒ１は、ヒス材１６の外径Ｒ２よりも小さい。内径Ｒ１及び外径Ｒ２は、共に軸線Ａ１を中心とする半径である。ヒス材１６は、軸線Ａ１方向でストッパ２５とフランジ２１との間に配置されている。ストッパ２５は、ヒス材１６の端部１６Ｄに接触し、かつ、端部１６Ｄを覆っている。

第１軸受１７及び第２軸受１８は別々に設けられている。第１軸受１７及び第２軸受１８は、共に焼結メタルで成形されている。第１軸受１７はキャップ形状であり、第１軸受１７は、環状の固定部２６と、固定部２６よりも外径が小径でかつ固定部２６から軸線Ａ１方向に延ばされた環状の支持部２７と、を有する。固定部２６は、孔１６Ａに配置され、かつ、孔１６Ａを形成する内周面１６Ｂに圧入して固定されている。固定部２６は、フランジ２１の端面２４に接触する。支持部２７は、径方向でフランジ２１の内側に配置されている。第２軸受１８はキャップ形状であり、第２軸受１８は、環状の固定部２８と、固定部２８よりも外径が小径でかつ固定部２８から軸線Ａ１方向に延ばされた環状の支持部２９と、を有する。

固定部２８は、孔１６Ａに配置され、かつ、内周面１６Ｂに圧入して固定されている。第１軸受１７及び第２軸受１８は、内径が同じであり、かつ、それぞれの固定部２６、２８の外径Ｒ３が同じである。第２軸受１８のうち、固定部２８を含む箇所の軸線Ａ１方向の長さＬ３は、支持部２９を含む箇所の軸線Ａ１方向の長さＬ４よりも短い。軸線Ａ１方向で固定部２８の配置範囲は、ヒス材１６の配置範囲内にある。支持部２９の配置範囲は、ヒス材１６の配置範囲外にある。

なお、ストッパ２５の内径Ｒ１は、第１軸受１７の外径Ｒ３及び第２軸受１８の外径Ｒ３よりも大きい。外径Ｒ３は、軸線Ａ１を中心とする半径である。さらに、第１軸受１７は、固定部２６を含む箇所の軸線Ａ１方向の長さＬ３を有する。さらに、第１軸受１７は、支持部２７を含む箇所の軸線Ａ１方向の長さＬ４を有する。

シャフト１５は、合成樹脂により筒形状に一体成形されており、シャフト１５は、ヒス材１６の孔１６Ａから、ハウジング１４の外部に亘って配置されている。シャフト１５は、本体部３０と、軸線Ａ１方向で本体部３０の両側に配置された第１支持部３１及び第２支持部３２と、を有する。つまり、本体部３０は、軸線Ａ１方向で第１支持部３１と第２支持部３２との間に配置されている。シャフト１５の内径は軸線Ａ１方向で一定であり、本体部３０の外径は、第１支持部３１の外径及び第２支持部３２の外径よりも大きく、かつ、第１軸受１７の内径及び第２軸受１８の内径よりも大きい。さらに、本体部３０の外径は、ヒス材１６の内径よりも小さい。本体部３０は、軸線Ａ１方向で第１軸受１７と第２軸受け１８との間に配置されている。第１支持部３１は第１軸受１７の内周面に接触し、かつ、第２支持部３２は第２軸受１８の内周面に接触する。つまり、シャフト１５は、第１軸受１７及び第２軸受１８によって回転可能に支持されている。

本体部３０の外周面は、図４のように、回転方向において間隔をおいて配置された２つの円弧部３４と、円弧部３４同士を連続する２つの直線部３５と、を有する。２つの直線部３５同士は互いに平行である。また、２つの円弧部３４にリブ３６がそれぞれ２個づつ、合計４個設けられている。リブ３６は、軸線Ａ１方向に直線状に配置されている。一方の円弧部３４に形成されたリブ３６と、他方の円弧部３４に形成されたリブ３６とは、回転方向で互いに１８０度の位置に配置されている。

マグネット１９は、孔１６Ａに配置され、かつ、シャフト１５の本体部３０により支持されている。マグネット１９は、軸線Ａ１方向で第１軸受１７と第２軸受１８との間に配置されている。マグネット１９は円筒形状であり、孔１９Ａを有する。マグネット１９は、回転方向に異なる磁極を交互に配置したものである。マグネット１９とヒス材１６との間に磁気吸引力が発生する。磁気吸引力の強度は、マグネット１９の磁力により変化する。マグネット１９の磁力の強度は、磁極の極数を変更すること、または、軸線Ａ１方向でマグネット１９の長さを変更すること、により設定可能である。また、マグネット１９とヒス材１６との間に発生する磁気吸引力は、マグネット１９とヒス材１６とのクリアランスを調整することにより設定可能である。

孔１９Ａを形成するマグネット１９の内周面は、回転方向において間隔をおいて配置された２つの円弧部３７と、円弧部３７同士を連続する２つの直線部３８と、を有する。２つの直線部３８同士は互いに平行である。２つの円弧部３７は、共に軸線Ａ１を曲率中心としている。マグネット１９の２つの直線部３８の間の距離は、シャフト１５の２つの直線部３５の間の距離よりも大きい。マグネット１９の円弧部３７の内径はシャフト１５の円弧部３４の外径よりも大きい。また、シャフト１５にはシャフト１５の円弧部３４とシャフト１５の直線部３５との境界に角部４１が形成されている。角部４１は回り止め機構であり、角部４１がマグネット１９の直線部３８に接触することで、シャフト１５とマグネット１９とが、回転方向に位置決め固定されている。つまり、シャフト１５とマグネット１９とは相対回転することなく、一体回転する。

さらに、シャフト１５に形成されたリブ３６はマグネット１９の円弧部３７に接触する。このため、本体部３０の外周面とマグネット１９の内周面との間に隙間Ｂ１が形成されている。マグネット１９の外径は、ヒス材１６の内径よりも小さく、マグネット１９の外周面１９Ｂと、ヒス材１６の内周面１６Ｂとの間に、隙間Ｂ２が形成される。さらに、第２支持部３２には切り欠き３９が設けられている。切り欠き３９は、回転方向に間隔をおいて複数、例えば、２個設けられている。

次に、トルクリミッタ１０の組み立て過程を説明する。図６のように、ヒス材１６をハウジング１４の円筒部２０内に圧入する前の段階において、円筒部２０にストッパ２５は形成されていない。また、ヒス材１６の外径Ｒ２は、円筒部２０の内径Ｒ１よりも大きい。ヒス材１６を円筒部２０の内周面２３へ圧入すると、円筒部２０は径方向で外側に向けて弾性変形する。ハウジング１４の端面２４から端面２０Ａまでの長さＬ１はヒス材１６の長さＬ２よりも大きいため、ヒス材１６をハウジング１４の端面２４の突き当て位置まで圧入すると、軸線Ａ１方向で円筒部２０の端部のうち、ヒス材１６の外周面１６Ｃに接触していない箇所が、弾性復元力で内径Ｒ１に戻り、ストッパ２５が形成される。なお、円筒部２０のうち、内周面２３がヒス材１６の外周面１６Ｃに接触している箇所の内径は、外径Ｒ２と同じになる。ここで、内径Ｒ１と外径Ｒ２との差、つまり、ヒス材１６と円筒部２０との圧入代は、例えば、０．１mm〜０．２mmに設定することができる。

また、トルクリミッタ１０の組み立て工程は、次に記載する第１の組み立て工程または第２の組み立て工程の何れか一方を選択できる。第１の組み立て工程は、第１軸受１７が圧入されたヒス材１６をハウジング１４の円筒部２０内に圧入した後に、ヒス材１６の孔１６Ａへシャフト１５とマグネット１９を組付け、最後にヒス材１６へ第２軸受１８を圧入する。第２の組み立て工程は、ヒス材１６の内周面にシャフト１５とマグネット１９を配置し、第１軸受１７及び第２軸受１８を圧入して固定した後、そのヒス材１６を円筒部２０の内周面へ圧入する。

次に、トルクリミッタ１０のトルク伝達作用を説明する。第１部材１２をハウジング１４へ連結する場合、係合部２２が第１部材１２の切り欠きへ挿入される。このため、第１部材１２とハウジング１４とが一体回転可能に連結される。第２部材１３をシャフト１５へ連結する場合、第２部材１３の突起が切り欠き３９へ挿入される。このため、第２部材１３とシャフト１５とが一体回転可能に連結される。

第１部材１２が回転すると、その回転トルクは、ヒス材１６とマグネット１９との間に作用する磁気吸引力によってハウジング１４からシャフト１５を介して第２部材１３に伝達される。このとき、回転トルクがヒス材１６とマグネット１９との間に形成される磁気吸引力、すなわちトルクリミッタ１０のトルク容量以下である場合は、ハウジング１４とシャフト１５とが一体回転する。

これに対して、回転トルクがトルクリミッタ１０のトルク容量を超えた場合は、マグネット１９が、ヒス材１６に発生した磁極を引きずりながらヒス材１６に対して回転（スリップ）し、かつ、ハウジング１４のトルクがシャフト１５に伝達される。つまり、ハウジング１４の回転数とシャフト１５の回転数とに差が生じる。ヒス材１６とマグネット１９とが互いにスリップすると、第１軸受１７及び第２軸受１８は、すべり軸受としてシャフト１５を支持する。本実施形態において、トルクリミッタ１０のトルク容量は、マグネット１９とヒス材１６との間で発生する磁気吸引力により定まる値であり、磁気吸引力が高いほど、トルク容量が高くなる。このように、トルクリミッタ１０は、所定値を超えるトルクがハウジング１４からシャフト１５に伝達されることを防止する。

また、トルクリミッタ１０は、トルク容量以上の回転トルクが入力されてマグネット１９とヒス材１６とが相対回転すると、ヒス材１６の内部に渦電流が流れる。したがって、マグネット１９とヒス材１６とが互いにスリップする状態が続くと、この渦電流によってヒス材１６の温度が上昇する。トルクリミッタ１０の温度が上昇、または環境の温度が上昇すると、トルクリミッタ１０を構成する部品は膨張する。ここで、ハウジング１４の熱膨張率は、ヒス材１６の熱膨張率よりも大きい。しかし、ストッパ２５の内径Ｒ１は、ヒス材１６の外径Ｒ２よりも小さい。したがって、ストッパ２５の内径Ｒ１が、ヒス材１６の外径Ｒ２よりも大きくならない限り、ストッパ２５は、ヒス材１６が軸線Ａ１方向に移動することを防止する。具体的には、ヒス材１６が図２及び図５でハウジング１４に対して右方向に移動することを防止できる。特に、ヒス材１６がハウジング１４から抜けることを防止できる。つまり、ストッパ２５は抜け止め機構である。なお、ヒス材１６の端部１６Ｅは、フランジ２１の端面２４に接触し、ヒス材１６が図２でハウジング１４に対して左方向に移動することを防止できる。つまり、ストッパ２５及びフランジ２１は、ヒス材１６とハウジング１４とを、軸線Ａ１方向に位置決めしている。

また、ヒス材１６の長さＬ２はハウジング１４の端面２４から端面２０Ａまでの長さＬ１よりも小さく、長さＬ２を有する固定部２８の外周面が、ヒス材１６の内周面１６Ｂへ圧入されている。したがって、ヒス材１６の軸線Ａ１方向の長さをなるべく短くすることができ、トルクリミッタ１０の軸線Ａ１方向の長さを短くすることができる。

さらに、トルクリミッタ１０は、第１部材１２及び第２部材１３が無くても、ハウジング１４からシャフト１５に伝達されるトルクが、所定値すなわちトルクリミッタ１０のトルク容量を超えることを防止できる。したがって、トルクリミッタ１０は単独で品質保証を確実に行うことができる。

また、トルクリミッタ１０は、ハウジング１４が無くても、ヒス材１６からシャフト１５に伝達されるトルクが、所定値を超えることを防止できる。このため、トルクリミッタ１０を取り付ける相手部品との関係により、ハウジング１４の形状または構造を変更しても、伝達されるトルクが所定値を超えることを防止できる。したがって、相手部品のバリエーションの違いに対して、ハウジング１４の形状または構造を変更することで容易に対応が可能であり、トルクリミッタ１０を安価に製造できる。

さらに、ハウジング１４は、ヒス材１６の外周面１６Ｃを覆っている。このため、第１軸受１７及び第２軸受１８を保護でき、かつ、トルクリミッタ１０の取り扱いが容易である。仮に、トルクリミッタ１０が落下した場合でも、第１軸受１７及び第２軸受１８が、ヒス材１６から脱落する心配がない。

さらに、ヒス材１６はハウジング１４に圧入して固定され、第１軸受１７及び第２軸受１８は、ヒス材１６に圧入して固定されている。つまり、ハウジング１４の円筒部２０は、第１軸受１７及び第２軸受１８を固定するための形状または構造が不要であり、円筒部２０は、軸線Ａ１方向で一定の内径Ｒ１に設定されたストレート形状である。したがって、ヒス材１６を圧入する前に、ハウジング１４を製造する工程において、ハウジング１４の成形性が良い。

また、第１軸受１７及び第２軸受１８は、ヒス材１６の内周面１６Ｂへ圧入して固定され、シャフト１５は、第１軸受１７及び第２軸受１８により回転可能に支持される。このため、ヒス材１６とマグネット１９との軸精度が向上する。軸精度とは、軸線Ａ１を中心とするヒス材１６とマグネット１９との径方向の位置決め精度である。ヒス材１６とマグネット１９との軸精度が向上すると、マグネット１９とヒス材１６との間に形成されるエアギャップ、つまり、隙間Ｂ２の値がばらつくことを抑制できる。このため、隙間Ｂ２をなるべく広く設定できる。隙間Ｂ２を広く設定できれば、シャフト１５、第１軸受１７、第２軸受１８が摩耗しても、隙間Ｂ２が狭くなることを抑制できる。したがって、マグネット１９とヒス材１６とが接触することを防止でき、トルクリミッタ１０の耐久性が向上する。

さらに、シャフト１５のリブ３６がマグネット１９の円弧部３７に接触して、本体部３０の外周面とマグネット１９の内周面との間に隙間Ｂ１が形成されている。このため、マグネット１９の放熱性が良くなり、トルクリミッタ１０は高温に対して耐久性が向上する。また、隙間Ｂ１があるため、トルク伝達時にシャフト１５が熱で膨張しても、マグネット１９が割れることを防止できる。シャフト１５として硬度が高く、摺動性が良い材料を使用することができる。焼結メタルの第１軸受１７及び第２軸受１８と、シャフト１５の材質という相乗効果により、耐久性、高温作動性が向上した。

マグネット１９とシャフト１５とは、角部４１により一体回転してトルク伝達が行われる。このため、トルク伝達時にスラスト荷重は発生せず、シャフト１５が高速回転しても、マグネット１９がスラスト方向に振動することを防止できる。また、角部４１が直線部３８に食い込むこと、つまり、楔作用によりトルク伝達が行われる。このため、マグネット１９が、シャフト１５に対して径方向に振動することを抑制できる。さらに、４個のリブ３６が円弧部３７に接触し、マグネット１９とシャフト１５とを径方向に位置決めする。このため、径方向におけるリブ３６の高さを調整することで、マグネット１９とシャフト１５とを径方向に容易に位置決めできる。

次に、トルクリミッタ１０を構成する部品の材質例・材料例を説明する。マグネット１９は、例えば、粉末冶金法によって製造した焼結マグネットを用いることができる。焼結マグネットは、磁石合金を微粉砕してから、磁場中で磁化容易軸を揃えてプレス成形し、さらに、高温で焼き固めることにより製造される。焼結マグネットと、プラスチックを混合して作られるボンド磁石と比較すると、焼結マグネットは、プラスチック等の非磁性部分を含まないので磁気特性が高く、耐熱性にも優れる。

第１軸受１７及び第２軸受１８は、銅系焼結合金で成形することができ、シャフト１５に用いる合成樹脂は、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）とすることができる。ヒス材１６とする強磁性体は、Ｆｅ（鉄）−Ｃｒ（クロム）−Ｃｏ（コバルト）系焼結マグネット、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系焼結合金等を用いることができる。

そして、マグネット１９、シャフト１５、第１軸受１７及び第２軸受１８、ヒス材１６は、線膨張係数のなるべく近いものを選定することができる。例えば、マグネット１９は、焼結マグネットで線膨張係数0.0000100 とし、シャフト１５はポリアセタール樹脂で線膨張係数0.0000273 とし、第１軸受１７及び第２軸受１８は、銅系焼結合金で線膨張係数0.0000180 とし、ヒス材１６は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系焼結マグネットで線膨張係数0.0000118 とすることができる。なお、線膨張係数が１×１０^−５〜３×１０^−５の範囲内であれば、トルクリミッタ１０を構成する各部品の材質または材料は問わない。

本発明の構成と、実施の形態で説明した構成との対応関係を説明すると、軸線Ａ１が、本発明の軸線に相当し、孔２０Ｂが、本発明における第１の孔に相当し、ハウジング１４が、本発明の第１部材に相当し、シャフト１５が、本発明の第２部材に相当し、ヒス材１６が、本発明の磁性体に相当し、フランジ２１が、本発明の第１ストッパに相当し、ストッパ２５が、本発明の第２ストッパに相当する。また、内径Ｒ１が、本発明におけるストッパの内径に相当し、外径Ｒ２が、本発明における磁性体の外径に相当し、外径Ｒ３が、本発明における第１軸受の外径及び第２軸受の外径に相当する。

さらに、内周面２３が、本発明における「第１の孔の内周面」に相当し、孔１６Ａが、本発明における「磁性体に形成した第２の孔」に相当し、内周面１６Ｂが、本発明における「第２の孔の内周面」に相当し、第１軸受１７及び第２軸受１８が、本発明における複数の軸受に相当し、固定部２６，２８が、本発明の固定部に相当し、支持部２７，２９が、本発明の支持部に相当する。また、長さＬ３が、本発明における「固定部の長さ」に相当し、長さＬ４が、本発明における「支持部の長さ」に相当し、端部１６Ｅが、本発明の第１接触部に相当し、端部１６Ｄが、本発明の第２接触部に相当する。

本発明において、第１の孔内に設けられる第２部材は、第２部材の全部、または一部が第１の孔内に設けられている構造の何れでもよい。また、第１の孔に配置される磁性体は、磁性体の全部、または一部が第１の孔に配置されている構造の何れでもよい。

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、上記実施形態のトルクリミッタ１０は、シャフト１５のトルクをハウジング１４に伝達する場合も、伝達されるトルクを所定値以下に制限できる。すなわち、トルクの伝達経路において第１部材または第２の部材のうち、何れが上流に配置されていてもよい。また、内径Ｒ１、外径Ｒ２，Ｒ３は、何れも半径で把握しているが、直径で把握することも可能である。

１０ トルクリミッタ
１２ 第１部材
１３ 第２部材
１４ ハウジング
１５ シャフト
１６ ヒス材
１６Ａ，１９Ａ，２０Ｂ 孔
１６Ｂ，２３ 内周面
１６Ｃ，１９Ｂ 外周面
１６Ｄ，１６Ｅ 端部
１７ 第１軸受
１８ 第２軸受
１９ マグネット
２０ 円筒部
２０Ａ，２４ 端面
２１ フランジ
２２ 係合部
２５ ストッパ
２６，２８ 固定部
２７，２９ 支持部
３０ 本体部
３１ 第１支持部
３２ 第２支持部
３４，３７ 円弧部
３５，３８ 直線部
３６ リブ
４１ 角部
Ａ１ 軸線
Ｂ１，Ｂ２ 隙間
Ｒ１ 内径
Ｒ２，Ｒ３ 外径

Claims (7)

1. 第１の孔が形成された第１部材と、前記第１部材の前記第１の孔に配置され、軸線を中心として前記第１部材に対して回転可能に設けられた第２部材とを有し、前記第１部材と前記第２部材との間で伝達されるトルクを制限できるトルクリミッタであって、
   前記第１の孔に配置されて前記第１部材により支持される磁性体と、
   前記磁性体に対して前記軸線方向で異なる位置に設けられた第１接触部及び第２接触部と、
   前記第１部材に設けられ、かつ、前記第１接触部に接触して前記磁性体が前記軸線方向に移動することを防止する第１ストッパと、
   前記第１部材に設けられ、かつ、前記第２接触部に接触して前記磁性体が前記軸線方向に移動することを防止する第２ストッパと、
   を有する、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、
   前記第２部材と共に一体回転するマグネットを有し、
   前記マグネットと前記磁性体との間に形成される磁気吸引力により、前記第１部材と前記２部材との間でトルクが伝達される、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、
   前記軸線を中心とする径方向で、前記第２ストッパの内径は、前記磁性体の外径よりも小さい、トルクリミッタ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載のトルクリミッタにおいて、
   前記磁性体は、前記第１の孔の内周面へ圧入されて前記第１部材に固定されている、トルクリミッタ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載のトルクリミッタにおいて、
   前記磁性体に形成した第２の孔と、
   前記第２の孔の内周面に固定され、かつ、前記軸線方向に間隔をおいて配置された複数の軸受と、
   が設けられ、
   前記第２部材は、前記複数の軸受により回転可能に支持されている、トルクリミッタ。
6. 請求項５記載のトルクリミッタにおいて、
   前記複数の軸受は、
   前記第２の孔の内周面に固定される固定部と、
   前記第２部材を回転可能に支持する支持部と、
   をそれぞれ有し、
   前記軸線方向で、前記固定部の長さは前記支持部の長さよりも小さい、トルクリミッタ。
7. 請求項５または６記載のトルクリミッタにおいて、
   前記軸線を中心とする径方向で、前記第２ストッパの内径は、前記複数の軸受のそれぞれの外径よりも大きい、トルクリミッタ。

Images