JP3041729B2 - トルクリミッタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石の磁気回路中
に形成された空隙に磁性粉体を封入して入力側の回転を
永久磁石で磁化された磁性粉体を介し出力側へ伝達し、
磁性粉体を剪断する負荷が出力側に作用したときに回転
トルクの伝達が遮断されるトルクリミッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のトルクリミッタとして
は、例えば実開昭５８−１８７６２５号公報に開示され
ているものが知られている。このトルクリミッタは、ス
テンレススチール等の非磁性材からなる回転軸を備えて
おり、この回転軸には、一対の磁性板で挟持された永久
磁石が嵌合固定されている。そして、これら磁性板と永
久磁石とは、回転軸上にそれぞれ軸受を介して嵌合され
たほぼカップ状のケースとその開口端を閉塞するサイド
カバーとで外部との間を遮断されており、磁性板とケー
スとの間に形成された環状空隙内には、磁性粉体が封入
されている。なお、前記ケースとサイドカバーとは、ね
じ止めによって連結固定されている。

【０００３】このように構成されていることにより、回
転軸が回転すると、永久磁石で磁化された磁性粉体を介
して磁気結合されたケースとサイドカバーとが軸受を介
して回転軸とは独立して回転する。また、このような回
転中に、ケースとサイドカバーとに所定以上の大きさの
負荷が加わると、永久磁石で磁化された磁性粉体が剪断
されるので、回転軸が空転してケースとサイドカバーと
が停止状態になる。

【０００４】しかしながら、このような従来のトルクリ
ミッタは、上記のように回転軸上にそれぞれ軸受を介し
てケースとサイドカバーとを支持させた構造であり、さ
らにこれらのケースとサイドカバーとをねじ止めした
り、これらのケースとサイドカバーとの軸方向への移動
をスナップリングで規制しているために、部品点数が多
くなり、構造が複雑となり、組立工数も多く、製作費が
嵩むばかりでなく、軽量、小形なトルクリミッタを安価
に提供できないという問題がある。

【０００５】このような問題点を解決したトルクリミッ
タとして実開昭６３−１０４７２９号公報に開示されて
いるトルクリミッタが提案されている。このトルクリミ
ッタにおいては、樹脂材製の回転軸上に永久磁石が嵌合
固定されており、同じくこの回転軸上には、永久磁石の
両端面に当接する円筒状のボスを有する一対の樹脂材製
サイドカバーが、外周部間を円筒状のケースで連結され
て回動自在に嵌合されており、永久磁石とケースとの間
には磁性粉体が封入されている。このように構成されて
いることにより、前記トルクリミッタと同様に作動し、
前記トルクリミッタよりも組立工数が少なく、かつ軽量
小形なトルクリミッタを安価に提供することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開昭
５８−１８７６２５号公報に開示されている前者のトル
クリミッタのように、永久磁石の磁路となる金属材製の
ケースと一方のサイドカバー部とを一体に形成したカッ
プ状ケースを用いた構造であると、回転軸上に支持する
ための軸受を設ける必要から、サイドカバーを形成する
円板部の肉厚を大きくしたり、円筒状ボスを設けたりし
なければならない。このような構造では、加工費の低減
がさほど期待できないし、また、ケースとサイドカバー
との重量が大きくなり、軸受の大型化も避けられない。
さらに、このような構造のトルクリミッタにおいて、樹
脂材製の回転軸を用いるためには、ケースやサイドカバ
ーと回転軸との摺動抵抗を小さくするために軸受が不可
欠となる。例えば複写機の紙送り機構等に組込まれる低
トルク設定のトルクリミッタの場合には、上述した軸受
を用いても重量の増加に伴って摺動抵抗も大きくなるか
ら、設定トルクにばらつきを生じるという品質上の問題
を招くおそれがある。

【０００７】さらに、実開昭６３−１０４７２９号公報
に開示されている後者のトルクリミッタのように、ケー
スの両端に一対をなす樹脂材製のサイドカバーを嵌合し
接着剤で固着した構造であると、組立前の段取りとして
円筒状ケースの一方にサイドカバーを接着剤で予め固着
しておく必要があって製作が難しいばかりでなく、磁性
粉体を封入したのちに他方のサイドカバーを円筒状ケー
スの他端に接着剤で固着するときに、この固着のための
接着剤がケース内に入って磁性粉体の固まりができ、ト
ルクリミッタの作動特性が低下するなどの問題点があっ
て、生産性，品質の面でそのまゝ採用できない。

【０００８】本発明は以上のような点に鑑みなされたも
ので、ケースとサイドカバーとをねじや接着剤で固定す
ることによる上述した問題点を解決するとともに、製作
が容易で品質上の信頼性がよい軽量，小形で安価なトル
クリミッタを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明に係るトルクリミッタは、一対のサイド
カバーで支持された円筒状ケースの内周面とこのケース
の中心部を貫通する回転軸との間に、内極部材と永久磁
石およびこの永久磁石で磁化される磁性粉体が配設され
たトルクリミッタにおいて、前記円筒状ケースの一方の
端部と前記一方 のサイドカバーとをインサート成形によ
り一体的に連結するとともに、円筒状ケースの一方の端
部の一部を一方のサイドカバーを介して外部に露呈さ
せ、前記円筒状ケースの他方の端部と前記他方のサイド
カバーとを、一方の部材に設けた軸線方向に突出する凸
部と他方の部材に設けた軸線方向の凹部とを係合させる
ことによって一体的に連結したものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、回転軸が回転すると、永久磁
石で磁化された磁性粉体を介して磁気結合された円筒状
ケースとサイドカバーとが一体的に回転する。この回転
中、ケース側に所定以上の大きさの過負荷が加わると、
永久磁石で磁化された磁性粉体が剪断されるので、回転
軸が空転してケース側が停止状態になる。また、本発明
によれば、このトルクリミッタの組立に際して、円筒状
ケースの一端側を一方のサイドカバーに予め一体的にイ
ンサート成形しておき、磁性粉体を入れたのち、円筒状
ケースの他端部側に他方のサイドカバーを、軸線方向に
突出する凸部と軸線方向に設けた凹部との係合により一
体的に連結することによって固定する。このとき、前記
円筒状ケースの一方のサイドカバー側での外部への露呈
部分を、この凸部と凹部との係合時の治具の押えとして
利用する。

【００１１】

【実施例】図１ないし図４は本発明に係るトルクリミッ
タを複写機の紙送り装置に実施した例を示し、図１はそ
の正面図、図２は図１のII−II断面図、図３は図２のII
I視部分の拡大側面図、図４は図２のIV−IV側面図であ
る。

【００１２】図において、全体を符号１で示すトルクリ
ミッタは、合成樹脂材により円筒状に形成された回転軸
としてのスリーブシャフト２を備えており、このスリー
ブシャフト２は、複写機の紙送り装置内に設けられた回
転軸３に嵌合されている。そして、このスリーブシャフ
ト２は、そのＤ字孔２ａを回転軸３のＤ字部３ａと嵌合
させることにより、回転軸３に対し回り止めされてい
る。スリーブシャフト２上には、環状に形成されて軸方
向に着磁された一対の永久磁石５ａ，５ｂがこれに固着
された内磁部材としての磁性板６ａ，６ｂと６ｃ，６ｄ
で挟持されて固定されており、この磁性板６ａ〜６ｄに
形成された貫通孔には、スリーブシャフト２に３個形成
されたスペーサとしての円板状鍔部２ｂの突起が係合さ
れている。そして、永久磁石５ａ，５ｂはスリーブシャ
フト２と磁性板６ａ〜６ｄとともに一体的にインサート
成形されている。７は各永久磁石５ａ，５ｂの外周面に
嵌合された非磁性材製円筒状のカラーである。

【００１３】スリーブシャフト２上には、外側の各鍔部
２ｂにそれぞれ隣接する位置に配置された一対をなすサ
イドカバー８，９と、これらのサイドカバー８，９に両
端を支持された円筒状のケース１０とで一体的に形成さ
れたケース組立体が回転自在に設けられている。すなわ
ち、一方のサイドカバー８は合成樹脂材により断面Ｌ字
形の環状に形成されていて、スリーブシャフト２に回転
自在に嵌合されており、その外周部には歯８ａが切られ
ている。このサイドカバー８は、磁性材により円筒状に
形成されたケース１０をその一端側の端部をインサート
成形することによりケース１０の一方の端部に一体に形
成されている。また、このケース１０の他方の端部開口
端は、合成樹脂材により環状に形成されてスリーブシャ
フト２に回転自在に嵌合された他方のサイドカバー９に
嵌合されて軸線方向における凸部（９ｂ）と凹部（１０
ａ）とによる係合部とかしめ部とによって一体的に連結
されて固定されている。図３はこのかしめ部を示してお
り、ケース１０の角孔１０ａには、サイドカバー９の凹
部９ａに設けられた突片９ｂが係合され、この凹部と凸
部とからなる係合部にかしめ片１０ｂをかしめによって
形成することにより他方のサイドカバー９とケース１０
とが一体的に連結固定される。８ｂは円弧状に形成され
組立に際して治具を挿入する孔であり、また８ｃは円弧
状に形成された重量軽減用の凹孔であって、ともにサイ
ドカバー８の端面に設けられている。そして、サイドカ
バー９には従動側と駆動連結されたギア１１が突起９ｃ
と凹孔１１ａとの係合によって固定されている。一方、
ケース１０の内周面と磁性板６ａ〜６ｄとの間には、永
久磁石５ａ，５ｂによって磁化される磁性粉体１２が封
入されている。

【００１４】以上のように構成されたトルクリミッタの
動作を説明する。永久磁石５ａ，５ｂの磁束が永久磁石
５ａ，５ｂ→磁性板６ａ〜６ｄ→磁性粉体１２→ケース
１０→磁性粉体１２→磁性板６ａ〜６ｄを磁気回路とし
て流れ、磁性粉体１２を磁性板６ａ〜６ｄとケース１０
内で鎖状に磁化連結しているので、複写機のモータが回
転すると、この回転が回転軸３→トルクリミッタ１→歯
８ａ，歯車１１という径路で歯８ａ，歯車１１に伝達さ
れるので、カセット内のコピー用紙が本体内へ送られ
る。

【００１５】ここで、コピー用紙が２枚送りされたり紙
が詰まったりして歯８ａや歯車１１側の負荷が所定の負
荷よりも大きくなると、この過負荷により歯８ａや歯車
１１側が制動されトルクリミッタ１内の磁性粉体１２が
剪断されるので、回転軸３が空転してケース１０が停止
状態になる。

【００１６】次に、このトルクリミッタ１の組立につい
て説明する。スリーブシャフト２の鍔部２ｂ間に永久磁
石５ａ，５ｂと磁性板６ａ〜６ｄとを挟持させた状態で
スリーブシャフト組立体を一体的にインサート成形して
おくとともに、一方のサイドカバー８にケース１０の一
端側を保持させた状態でケース組立体を一体的にインサ
ート成形しておく。そして、スリーブシャフト組立体の
スリーブシャフト２上にケース組立体のサイドカバー８
を回転可能に嵌合して、ケース１０の内周面に接する空
隙内に磁性粉体１２を封入したのち、ケース１０の他方
の端部開口端（サイドカバー９側開口端）に設けられた
角孔１０ａ内に突片９ｂを挿入しこれらを係合させると
ともに、かしめ片１０ｂをかしめることによりケース１
０と他方のサイドカバー９とを一体化する。このかしめ
に際しては、かしめ力がサイドカバー８に作用しないよ
うにサイドカバー８の孔８ｂに治具を挿入し、孔８ｂ内
に露呈しているケース１０の一部を軸線方向において押
える。ここで、上述した構造によれば、ケース１０のか
しめ力などがインサート成形によるケース１０とサイド
カバー８との接合部分に作用しないように、一方のサイ
ドカバー８の側端部からケース１０の他方の端部を露呈
させることが必要である。

【００１７】なお、ケース１０をサイドカバー８にイン
サート成形する場合、ケース１０の端面に凹部を設けて
一体的にインサート成形してもよい。また、本実施例で
はケース１０とサイドカバー９との固定方法として、サ
イドカバー９に形成された突片９ｂをケース１０の凹孔
１０ａに挿入してこれらを係合させるとともに、凹孔８
ｂから挿入される治具でケース１０を押えて凹部１０ａ
開口部をかしめ固定する例を示したが、ケース１０に軸
線方向に延びる突起を設けてこの突起に嵌合する係合溝
をサイドカバー９に設けることにより、サイドカバー９
の側面部分において係合溝にケース１０の突起を凹凸係
合によって係合させるとともにかしめ加工を施してもよ
い。

【００１８】なお、本発明において、サイドカバーの形
状や、スリーブシャフトの形状、スリーブシャフトに磁
性板や永久磁石をインサート成形した構造、さらに軸線
方向に着磁された永久磁石を構成した点などは特に限定
するものでない。さらにまた本実施例では、ケースにサ
イドカバーを凹部と凸部とからなる係合とかしめとで固
定した例を示したが、凹部と凸部とからなる係合とその
部分の圧入とによって固定してもよい。また、本実施例
ではトルクリミッタを複写機の紙送り装置内に設けた例
を示したが、ファクシミリの負荷ブレーキなどとしても
使用できる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明に係るトルクリミッタによれば、一対のサイドカバー
で支持された円筒状ケースをインサート成形により一体
的に連結するとともに、前記ケースの一方の端部の一部
を一方のサイドカバーを介して外部に露呈させ、このケ
ースの他方の端部と他方のサイドカバーとを一方の部材
に設けた軸線方向に突出する凸部と他方の部材に設けた
軸線方向の凹部とを係合させることにより一体的に連結
固定しているので、以下に述べる優れた効果を奏する。
本発明によれば、従来トルクリミッタにおけるケースと
サイドカバーとをねじや接着剤により固定することによ
って生じていた問題点を一掃することができる。たとえ
ば組立に際してねじ止めを行うことによる部品点数や構
造、組立工数の問題を解消することができる。また、接
着剤を用いた場合に、この接着剤がケース内に入って磁
性粉体が固まることによって生じる作動特性の問題や、
ケースやサイドカバーの重量が大きいことによって生じ
るサイドカバーと回転軸とに軸受を設けたり、摺動抵抗
の問題を解決することができる。また、本発明によれ
ば、インサート成形により一方のサイドカバーと一体的
に連結したケースの他方の端部と他方のサイドカバーと
を凹部と凸部との係合によって連結する際に、前記ケー
スの一方の端部の外部に露呈する部分を治具で押えて行
えることができるから、ケースと一方のサイドカバーと
のインサート成形による接合部分に剥離するような力が
作用することはなく、組立時の作業が簡単で、しかも全
体の構造が簡単で、品質や生産性が向上し、軽量で小形
なトルクリミッタを安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 トルクリミッタの正面図である。

【図２】 図１のII−II側面図である。

【図３】 図２のIII 視部分の拡大側面図である。

【図４】 図４は図２のIV−IV視背面図である。

【符号の説明】

１…トルクリミッタ、２…スリーブシャフト、５ａ…永
久磁石、５ｂ…永久磁石、６ａ…磁性板、６ｂ…磁性
板、６ｃ…磁性板、６ｄ…磁性板、８…サイドカバー、
９…サイドカバー、１０…ケース、１２…磁性粉体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 7/02 F16D 27/01

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のサイドカバーで支持された円筒状
   ケースの内周面とこのケースの中心部を貫通する回転軸
   との間に、内極部材と永久磁石およびこの永久磁石で磁
   化される磁性粉体が配設されたトルクリミッタにおい
   て、 前記円筒状ケースの一方の端部と前記一方のサイドカバ
   ーとをインサート成形により一体的に連結するととも
   に、 前記円筒状ケースの一方の端部の一部を前記一方のサイ
   ドカバーを介して外部に露呈させ、 前記円筒状 ケースの他方の端部と前記他方のサイドカバ
   ーとを、一方の部材に設けた軸線方向に突出する凸部と
   他方の部材に設けた軸線方向の凹部とを係合させること
   によって一体的に連結したことを特徴とするトルクリミ
   ッタ。